12．用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體的動(dòng)能變化和重力做功的關(guān)系時(shí)．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓有交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對(duì)圖中紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可知道物體的動(dòng)能 變化和重力做功的關(guān)系．
下列幾個(gè)操作步驟中：
A．按照?qǐng)D示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到4～6V的“交流輸出”上；
C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放重錘，后接通電源，紙帶隨著重錘運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；
E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中動(dòng)能的變化是否等于重力做的功．

（1）上述步驟中沒有必要的是C，操作錯(cuò)誤的是D．（填相應(yīng)的字母）
（2）使用質(zhì)量為m的重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究物體的動(dòng)能變化和重力做功的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，在選定的紙帶上依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示，紙帶上所打的點(diǎn)記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，那么紙帶的左（填“左”或“右”）與重物相連．設(shè)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為T，且O為打下的第一個(gè)點(diǎn)（初速度為零）．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“3”時(shí)，物體的速度表達(dá)式為$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$，若以重物的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)O為參考點(diǎn)，到打第“3”點(diǎn)的過程中，在誤差許可的范圍內(nèi)，用來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表達(dá)式是$\frac{{{（s}_{4}-{s}_{2}）}^{2}}{8T}$=gs3．

分析 （1）通過實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定不需要的測(cè)量步驟．實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，先接通電源，再釋放紙帶．
（2）紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要．
開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故操作D錯(cuò)誤．
（2）實(shí)驗(yàn)中重錘是從靜止釋放的，速度逐漸增大，與重錘相連的紙帶速度較小，后面逐漸增大．從圖中可以看出應(yīng)該是左端與重物相連．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：
v3=$\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$
Ek3=$\frac{1}{2}$mv32=m$\frac{{（s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8T}$
以重物的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)O為參考點(diǎn)，第“3”點(diǎn)的重力勢(shì)能等于Ep=-mgh=-mgs3 ，
當(dāng)打第點(diǎn)“3”時(shí)物體的機(jī)械能表達(dá)式為：m$\frac{{{（s}_{4}-{s}_{2}）}^{2}}{8T}$=mgs3
即$\frac{{{（s}_{4}-{s}_{2}）}^{2}}{8T}$=gs3；
故答案為：（1）C，D；（2）左；$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$；$\frac{{{（s}_{4}-{s}_{2}）}^{2}}{8T}$=gs3

點(diǎn)評(píng) 要運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式去求解速度大�。偾蟪鰟�(dòng)能．某個(gè)位置的重力勢(shì)能的求解要規(guī)定零勢(shì)能面．只有明確了實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，才能明確各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的具體含義，這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，質(zhì)量為m的鋼珠從高出地面h高處由靜止自由下落，落到地面進(jìn)入沙坑$\frac{h}{10}$停止，設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力的大小不隨深度改變，則：
（1）鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
（2）若讓鋼珠進(jìn)入沙坑$\frac{h}{8}$，則鋼珠在h高處的初動(dòng)能應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．如圖所示，一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)150cm的細(xì)玻璃管，在其中一點(diǎn)處彎成直角，其一端開口，另一端封閉，管內(nèi)用水銀柱封入一段空氣柱，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，溫度為27℃時(shí)開口端豎直向上，整個(gè)裝置在同一平面內(nèi)，豎直管與水平管內(nèi)的水銀柱長(zhǎng)度分別為25cm和35cm，若將玻璃管沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，使封閉端豎直向上時(shí)，管內(nèi)的空氣柱的長(zhǎng)度為$20\sqrt{10}$cm，若管子不轉(zhuǎn)而對(duì)封閉的空氣緩緩加熱，當(dāng)溫度升高到127℃時(shí)，管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度又為50cm．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=1kg的小物塊，從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0=2m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M=3kg的長(zhǎng)木板．已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，圓弧軌道的半徑為R=0.4m，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=60°，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2．求：
（1）小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大�。�
（2）小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；v
（3）若小物塊剛好不滑出長(zhǎng)木板，則木板的長(zhǎng)度L為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻恒定，要想使電容所帶電量增加，可以（　�。�
A．減小R1B．增大電容器兩板間距離
C．增大R2D．減小R2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖是三個(gè)固定的光滑斜面，它們的高度相同，而傾角不同．讓完全相同的三個(gè)小球分別沿三個(gè)斜面的頂端由靜止同時(shí)釋放，三小球分別沿斜面滑至底端，則以下說法正確的是（　　）
A．三小球到達(dá)底端的末動(dòng)能相等B．三小球同時(shí)滑至底端
C．三小球的末速度相同D．三小球的加速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落在比地面低h的海平面上，若以地面為零勢(shì)能參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則（　�。�
A．物體在海平面的重力勢(shì)能為mgh
B．重力對(duì)物體做的功為$\frac{1}{2}$mv02+mgh
C．物體在海平面上的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mv02+mgh
D．物體在海平面上的機(jī)械能為$\frac{1}{2}$mv02

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．一物體以a=5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在任意1s時(shí)間內(nèi)（　�。�
A．位移都是5mB．位移比前1s增加2.5m
C．末速度是初速度的5倍D．速度增加5m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．為了研究超重與失重現(xiàn)象，質(zhì)量為45kg的某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重秤示數(shù)的變化情況．表記錄了幾個(gè)時(shí)刻體重秤的示數(shù)．
時(shí)刻t0t1t2t3T4
體重秤示數(shù)（kg）45.050.045.040.045.0
下列說法中正確的是 （　�。�
A．t0和t1時(shí)刻該同學(xué)的質(zhì)量并沒有變化，但所受重力發(fā)生變化
B．t1和t3時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反
C．t1和t3時(shí)刻電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，但運(yùn)動(dòng)的速度方向一定相反
D．t3時(shí)刻電梯一定向下運(yùn)動(dòng)

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