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在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上,自由下落的重锤质量为1kg,打下一条理想的纸带如图所示,取g=9.8m/s2,O为始起点,则:
(1)打点计时器打B点时,重锤下落的速度VB=______m/s,
(2)从始起点O到打B点的过程中,重锤的重力势能减少量
△Ep=______J,动能的增加量△Ek=______J(保留两位有效数字).△Ep>△Ek的原因是______.
(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.
vB=
XAC
tAC
=
0.0706-0.0314
2×0.02
=0.98m/s
(2)重力做功等于重力势能的减小量,因此有:
△EP=mghOB=1×9.8×0.0501=0.49J
动能的增加量为:△Ek=
1
2
m
v2B
=
1
2
×1×(0.98)2=0.48J
△Ep>△Ek的原因是由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力.
故答案为:(1)0.98;(2)0.49;0.48;由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下.图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m.开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零.运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;
(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内,OA杆水平,OB杆竖直.有两个质量相等均为0.3kg的小球a与b分别穿在OA、OB杆上,两球用一轻绳连接,轻绳长L=25cm.两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态,绳与OB杆的夹角θ=53°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)此时细绳对小球b的拉力大小,水平拉力F的大小;
(2)现突然撤去拉力F,两球从静止开始运动,设OB杆足够长,运动过程中细绳始终绷紧,则当θ=37°时,小球b的速度大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜,使滑块和导轨间的摩擦几乎为零,因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律.
(1)如图所示,做实验时,将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出),可读出遮光条通过光电门的时间为△t,用游标卡尺测得遮光条宽度为d,用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x,气垫导轨总长为L,其最右端离桌面的高度为h,滑块和遮光条总质量为M,已知重力加速度为g,这一过程中滑块减少的重力势能表达式为______,滑块获得的动能表达式为______;(以上表达式均用已知字母表示)
(2)某实验小组在一次实验后,通过数据发现,滑块获得的动能略大于其减少的重力势能,可能的原因是______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒.

(1)用游标卡尺测出遮光板的宽度如图乙所示,遮光板的宽度d=______mm.
(2)测出A、B两物块的质量分别为mA和mB,mA<mB,用刻度尺测出两光电门间的距离H,光电门1记录了遮光条遮光的时间为△t1,光电门2记录了遮光条遮光的时间为△t2,重力加速度为g.则系统的动能增加量△Ek=______,重力势能的减小量△Ep=______,如果在误差允许的范围内△Ek=△Ep,则系统的机械能守恒.
(3)实验中发现总有△Ek<△Ep,可能的原因是______.(至少写出两条)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(1)验证“力的平行四边形法则”实验如图所示,A为固定橡皮的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB、OC为细绳子,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图甲中弹簧秤B的读数为______N;图乙中的F和两力中,方向一定沿OA方向的是______;本实验采用的科学方法是______.
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法

(2)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图丙中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻t2t3t4t5
速度(m/s)5.595.084.58
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s.
②从t2到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J.
③在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

(1)某同学用如图1所示的装置测定重力加速度,
①电火花计时器的工作电压为______,频率______.
②打出的纸带如图2所示,实验时纸带的______端应和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
③纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2
④当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(1)用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图一段纸带,测得AB=7.65cm,BC=9.17cm.已知交流电频率是50Hz,则打B点时物体的瞬时速度为______m/s(保留三位有效数字),该落体运动的加速度为______m/s2.(保留三位有效数字),如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是______.
(2)用气垫导轨装置验证机械能守恒定律,先非常好的把导轨调成水平,然后用垫块把导轨一端垫高,测得两光电门G1和G2之间的竖直高度差H=0.1m,质量为m=500g的滑块上面装有L=1.5cm的挡光片,它由轨道上端任一处滑下,测得滑块通过光电门G1和G2的时间分别为2.5×10-2S和1×10-2S,当地重力加速度g=9.8m/s2,则可以算出滑块通过光电门G1和G2这段过程中动能的增加量△EK=______J(保留三位有效数字),重力势能的减小量△EP=______J,(保留三位有效数字)由此可以得出的结论是:______

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在“验证机械能守恒”的实验中,有下述A至F六个步骤:
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落
C.取下纸带,更换新纸带,重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带,让重物靠近打点计时器
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、…hn.,计算出对应瞬时速度v1、v2、v3…vn
F.分别计算出
1
2
mvn2和mghn,在误差范围内看是否相等
(1)以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是______.
(2)计算表明,总有
1
2
mvn2______mghn(填“>”“=”或“<”),原因是______.
(3)实验操作正确,能得出实验结论______.

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