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10.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中
(1)下列說法,正確的是AB.
A.在安裝電火花計(jì)時(shí)器時(shí),墨粉紙盤要夾在兩條紙帶之間
B.為了減小誤差,重物質(zhì)量應(yīng)大些
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先松開紙帶,重錘運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后再接通電源
D.若t為起點(diǎn)到某點(diǎn)的時(shí)間,計(jì)算該點(diǎn)的速度可用公式v=gt
(2)若實(shí)驗(yàn)中所用的重錘的質(zhì)量為m=0.1kg,打點(diǎn)紙帶如圖所示,打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,取B點(diǎn)分析,重錘動(dòng)能EkB=0.0171J,從開始下落起至B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能減少量是0.0172J.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v,量出對(duì)應(yīng)下落的距離h,則以12v2為縱軸、以h為橫軸作出的圖象應(yīng)是下圖中的C.

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng),清楚該實(shí)驗(yàn)的誤差來源.
紙帶法實(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)A、在安裝電火花計(jì)時(shí)器時(shí),墨粉紙盤要夾在兩條紙帶之間,故A正確;
B、為了減小誤差,重物質(zhì)量應(yīng)大些,體積應(yīng)該小些,故B正確;
C、實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通電源,再松開紙帶,故C錯(cuò)誤;
D、如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng),再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗(yàn)證,故D錯(cuò)誤;
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度有:
vB=xAC2T=0.03120.00782×0.02=0.59m/s
所以其動(dòng)能為:EkB=12mv2B=12×0.1×(0.59)2=0.0171J   
重力做功等于重力勢(shì)能的減小量,因此有:
△EP=mgx=0.1×9.8×0.0176=0.0172J
(3)利用12v2-h圖線處理數(shù)據(jù),從理論角度物體自由下落過程中機(jī)械能守恒可以得出:
mgh=12mv2,即12v2=gh
所以以12v2為縱軸,以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是過原點(diǎn)的傾斜直線,也就是圖中的C.
故答案為:(1)AB; (2)0.0171;  0.0172;(3)C.

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理,從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)、誤差分析等,會(huì)起到事半功倍的效果.
用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、推論和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題,要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1.一物塊放在水平地面上,受到一水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示;物塊運(yùn)動(dòng)的速度v-t圖象如圖乙所示,6s后的速度圖象沒有畫出,g取10m/s2.下列說法正確的是( �。�
A.物塊滑動(dòng)時(shí)受的摩擦力大小是6N
B.物塊的質(zhì)量為2kg
C.物塊在6~9s內(nèi)的加速度大小是1m/s2
D.物塊在9s內(nèi)的平均速度大小是4m/s

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(1)求金屬桿沿導(dǎo)軌下滑的最大速率vm;
(2)當(dāng)金屬桿穩(wěn)定下滑時(shí),在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=3T,在下板的右端C點(diǎn)且非�?拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m2=6×10-5kg、帶電量為q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入磁場(chǎng),該液滴可視為質(zhì)點(diǎn),要使帶電液滴能從金屬板間射出,則初速度v滿足什么條件?
(3)若帶電液滴射入的速度恰好使液滴從D點(diǎn)飛出,液滴從C點(diǎn)射入時(shí),再?gòu)脑摯艌?chǎng)區(qū)域加一個(gè)如圖(乙)所示的變化磁場(chǎng)(正方向與B2方向相同,不考慮磁場(chǎng)變化所產(chǎn)生的電場(chǎng)),求該帶電液滴從C點(diǎn)射入到運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t.

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18.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,是一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖1中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,交流電的頻率為50Hz
(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B、C、D點(diǎn)時(shí),小車的速度分別為vB=1.38 m/s;vC=2.64 m/s;vD=3.90 m/s.
(2)在如圖2所示的坐標(biāo)系中畫出小車的v-t圖象.
(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度是0.12m/s,此速度的物理含義是A點(diǎn)的速度.

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5.已知繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星體的軌道半徑r,運(yùn)動(dòng)周期為T,
(1)若中心天體的半徑為R,則其平均密度ρ=\frac{3π{r}^{3}}{G{T}^{2}{R}^{3}}
(2)若星體在中心天體表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則其平均密度ρ=\frac{3π}{G{T}^{2}}
(3)已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,引力常量為G,如果不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,用以上各量表示地球的平均密度為\frac{3g}{4GπR}

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2.一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示.水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2,中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h.不計(jì)空氣的作用,重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上,則v的最大取值范圍是( �。�
A.\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{g}{6h}}<v<{L_1}\sqrt{\frac{g}{6h}}B.\frac{L_1}{4}\sqrt{\frac{g}{h}}<v<{L_1}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}
C.\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{g}{6h}}<v<\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}D.\frac{L_1}{4}\sqrt{\frac{g}{h}}<v<\frac{1}{2}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}

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19.一輛汽車以10米/秒的速度在平直的公路上勻速行駛,剎車后經(jīng)2秒速度為6米/秒.求:
(1)剎車過程中車的加速度;
(2)剎車最后1秒內(nèi)汽車前進(jìn)的距離;
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(1)懸掛小球的細(xì)線的拉力大小為多少?
(2)該同學(xué)受到地面的支持力和摩擦力大小各為多少?

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