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14.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)時接通電源,質(zhì)量為m2的重物從高處由靜止釋放,質(zhì)量為m1的重物拖著紙帶打出一系列的點(diǎn),圖乙是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,A是打下的第1個點(diǎn),量出計(jì)數(shù)點(diǎn)E、F、G到4點(diǎn)距離分別為d1、d2、d3,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)時間隔為T,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.(以下所求物理量均用已知符號表達(dá))

(1)在打點(diǎn)A~F的過程中,系統(tǒng)動能的增加量△Ek=m1+m2d3d128T2,系統(tǒng)重力勢能的減少量△Ep=(m2-m1)gd2,比較△Ek、△Ep大小即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
(2)某同學(xué)根據(jù)紙帶算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度,并作出v22-d圖象如圖丙所示,若圖線的斜率k=m2m1m1+m2g,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

分析 根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度,可以求出打下記數(shù)點(diǎn)F時的速度大�。�
根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量,根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量.

解答 解:(1)由于每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)時間隔為T,
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點(diǎn)F的瞬時速度:vF=asjzod63symcp9c12T
在A~F過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=12(m1+m2)vF2=m1+m2d3d128T2
系統(tǒng)重力勢能的減小量為△EP=(m2-m1)gd2
(2)本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知,(m2-m1)gd=12(m1+m2)v2,
即有:12v2=gd,所以12v2-d圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
那么斜率k=m2m1m1+m2g,
故答案為:m1+m2d3d128T2;  (m2-m1)gd2;(2)m2m1m1+m2g

點(diǎn)評 本題驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒,關(guān)鍵得出系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減小量,要掌握求瞬時速度的方法.

練習(xí)冊系列答案
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4.在“神舟十號”內(nèi)進(jìn)行的太空實(shí)驗(yàn)中,水成球狀,這是因?yàn)椋ā 。?table class="qanwser">A.神舟十號做勻速運(yùn)動B.神舟十號的速度超過7.9km/sC.神舟十號相對地面靜止D.神舟十號處于失重環(huán)境中

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5.如圖所示,飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動,星球相對飛行器的張角為θ,下列說法不正確的是( �。�
A.軌道半徑越大,周期越長
B.張角越大,速度越大
C.若測得周期和張角,則可得到星球的平均密度
D.若測得周期和軌道半徑,則可得到星球的平均密度

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2.如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中.設(shè)小球電荷量不變,小球由靜止開始下滑的過程中( �。�
A.小球加速度一直增大B.小球速度一直增大,直到最后勻速
C.桿對小球的彈力先減小后反向增大D.小球所受洛倫茲力一直增大

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9.A、B兩顆衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動,A衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T1,軌道半徑為r1;B衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T2,且T1>T2.下列說法正確的是( �。�
A.B衛(wèi)星的軌道半徑為r1T1T223
B.A衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于B衛(wèi)星的機(jī)械能
C.A、B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時處于完全失重狀態(tài),不受任何力的作用
D.某時刻衛(wèi)星A、B在軌道上相距最近,從該時刻起每經(jīng)過T1T2T1T2時間,衛(wèi)星A、B再次相距最近

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19.一個自由下落的小鋼球,到達(dá)地面的速度為40m/s,忽略空氣阻力,求:
(1)小鋼球在空中的下落時間
(2)小鋼球下落的高度(取g=10m/s2

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6.已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G,將地球視為半徑為R,質(zhì)量均勻分布的球體.科考隊(duì)員在南極發(fā)現(xiàn)一小塊隕石,用彈簧秤稱量時示數(shù)為F,將其帶回赤道地面再次稱量,則彈簧秤示數(shù)應(yīng)為( �。�
A.\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}{R}^{3}}-1)FB.(1-\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{GM{T}^{2}})FC.\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{GM{T}^{2}}-1)FD.(1-\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}{R}^{3}})F

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11.如圖為“用DIS研究在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖.
①圖中,實(shí)驗(yàn)器材A是壓強(qiáng)傳感器.氣體體積由注射器上的刻度讀出.
②(多項(xiàng)選擇)完成本實(shí)驗(yàn)的基本要求是AB
(A)在等溫條件下操作
(B)封閉氣體的容器的密封性要好
(C)必須弄清所封閉氣體的質(zhì)量
(D)氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位
③若大氣壓強(qiáng)為p0,注射器內(nèi)氣體的初始體積為10cm3.實(shí)驗(yàn)過程中,注射器內(nèi)氣體體積在4cm3至20cm3的范圍內(nèi)變化,注射器內(nèi)部與外界壓強(qiáng)差的最大值為1.5 p0

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12.下列說法正確的是( �。�
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C.在完全失重的情況下,密閉容器內(nèi)的氣體對器壁壓強(qiáng)不變
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