11．“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示采用重物自由下落的方法：
（1）實驗中，下面哪種測量工具是必需的C．
A．天平　　　　　B．直流電源     C．刻度尺    D．秒表
（2）已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，所用重物的質(zhì)量為200g．實驗中選取一條符合實驗要求的紙帶如圖2所示，O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點．
計算B點瞬時速度時，甲同學(xué)用vB2=2gxOB，乙同學(xué)用vB=$\frac{xAC}{2T}$，其中所選方法正確的是乙（選填“甲”或“乙”）同學(xué)，由此求得打B點重物速度vB=1.92m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）實驗中，發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功．．

分析 （1）首先明確實驗原理和數(shù)據(jù)處理方法，確定實驗需要測量的物理量，則可進(jìn)一步知道實驗所需要的器材．
（2）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B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．
（3）由于要克服空氣阻力和摩擦阻力做功，所以重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能．

解答 解：（1）在該實驗中，通過打點計時器來記錄物體運動時間，不需要秒表，
電磁打點計時器工作電源為4～6 V交流電源，
根據(jù)實驗原理，需要驗證下列方程成立mgh=$\frac{1}{2}$mv2，即gh=$\frac{1}{2}$v2，則不需要天平，
同時實驗中需要測量紙帶上兩點間的距離，所以需要刻度尺．
故選：C．
（2）物體由靜止開始自由下落過程中受到空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力作用，不是自由落體運動，vB2=2gxOB，是自由落體運動的公式，故甲同學(xué)錯誤．
打B點重物速度v=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$ m/s=1.92 m/s
（3）實驗中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功．
故答案為：（1）C　（2）乙；1.92  
 （3）克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功．

點評 紙帶問題的處理是力學(xué)實驗中常見的問題．在紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，計算過程中要注意單位的換算．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步．下列說法中正確的是（　�。�
A．開普勒通過對行星觀測記錄的研究發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
B．卡文迪許測出了引力常量的數(shù)值
C．牛頓運動定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一
D．牛頓應(yīng)用“理想斜面實驗”推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”的觀點

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

2．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，所用重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，打點計時器的打點時間間隔為T．某同學(xué)通過實驗得到一條如圖所示的紙帶，紙帶上的“0”點是物體剛要下落時打下的點，點“0”和“1”之間還有若干點，點“1”和點“6”之間各點為連續(xù)點，各點之間的距離如圖所示．從“0”到“5”的過程中物體減小的重力勢能的表達(dá)式為mg（s1+s2+s3+s4+s5），當(dāng)打點“5”時物體的動能表達(dá)式為$\frac{{m（{{s}_{5}+s}_{6}）}^{2}}{{8T}^{2}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．單匝正方形線圈abcd的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中，線圈邊長為L，電阻為R，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈軸線OO′與磁場邊界重合．
（1）若線圈以角速度ω繞軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動（ab邊向紙外，cd邊向紙內(nèi)），在線圈轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
（2）若線圈以角速度ω繞軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動（ab邊向紙外，cd邊向紙內(nèi)），在線圈轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，請通過計算寫出cd兩端電勢差Ucd隨時間的表達(dá)式并作出Ucd隨時間的表達(dá)式并作出Ucd隨時間變化的示意圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．下列說法正確的是（　�。�
A．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變
B．輕核聚變與重核裂變均釋放能量
C．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大
D．實驗表明，只要照射光的強(qiáng)度足夠大，就一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
E．放射性元素衰變的快慢只由核內(nèi)部自身的因素決定

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．如圖所示，長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物塊，現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端O點為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α?xí)r小物塊開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物塊滑到底端的速度為v，則在整個過程中（　�。�
A．支持力對小物塊做功為零
B．支持力對小物塊做功為mgLsinα
C．靜摩擦力對小物塊做功為mgLsinα
D．滑動摩擦力對小物塊做功為$\frac{1}{2}$mv2-mgLsinα

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．利用圖1裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗．

（1）除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有AC（選填器材前的字母）．
A．大小合適的鐵質(zhì)重錘      B．體積較大的木質(zhì)重錘     C．刻度尺     D．秒表
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上所選點到起始點的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進(jìn)行的步驟是C，操作錯誤的步驟是B．
（3）圖2是實驗中得到的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC．重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T，從打下O點到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量|△Ep|=mghB，動能的增加量△Ek=$\frac{{m{{（{{h_C}-{h_A}}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．（寫出相應(yīng)的表達(dá)式）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．你受到太陽的引力是多大？和你受到地球的引力比較一下，可得出什么樣的結(jié)論？已知太陽的質(zhì)量是2.0×1030kg，地球到太陽的距離為1.5×1011m．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，一水平勻速運動的傳送帶，右側(cè)通過小圓弧連接兩根直光滑金屬導(dǎo)軌，金屬導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角，傳送帶與導(dǎo)軌寬度均為L=1m．沿導(dǎo)軌方向距導(dǎo)軌頂端x1=0.7m到x2=2.4m之間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，ab、cd垂直于平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．將質(zhì)量均為m=0.1kg的導(dǎo)體棒P、Q相隔△t=0.2s分別從傳送帶的左端自由釋放，兩導(dǎo)體棒與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1，兩棒到達(dá)傳送帶右端時已與傳送帶共速．導(dǎo)體棒P、Q在導(dǎo)軌上運動時，始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，P棒進(jìn)入磁場時剛好做勻速運動，Q棒穿出磁場時速度為$2\sqrt{6}$m/s．導(dǎo)體棒P、Q的電阻均為R=4Ω，導(dǎo)軌電阻不計，g取10m/s2．
（1）求傳送帶的運行速度v0．
（2）不需要求解過程，請定性畫出導(dǎo)體棒P兩端的電壓Up隨時間t的變化關(guān)系（從進(jìn)入磁場開始計時）．
（3）求從導(dǎo)體棒P、Q在傳送帶上自由釋放開始到穿出磁場的過程中產(chǎn)生的總內(nèi)能．

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