4.用如圖2實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖1所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
①在打點(diǎn)0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=0.58J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=0.59J,②若某同學(xué)作出$\frac{1}{2}$v2-h圖象如圖3,則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=9.7m/s2

分析 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,比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒;根據(jù)圖象的物理意義可知,圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小.

解答 解:①根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度,可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為:
v5=$\frac{{x}_{46}}{2T}$=$\frac{0.216+0.264}{2×0.1}$=2.4m/s;
物體的初速度為零,所以動能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{5}^{2}$-0=$\frac{1}{2}$×(0.05+0.15)×2.42=0.576J≈0.58J;
重力勢能的減小量等于物體重力做功,故:△EP=W=mgh=(0.05+0.15)×9.8×0.216=0.588J≈0.59J;
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等,因此在誤差允許的范圍內(nèi),m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
②本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知,mgh=$\frac{1}{2}$mv2,即有:$\frac{1}{2}$v2=gh,所以出$\frac{1}{2}$ v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
由圖可知,斜率k=9.7,故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=9.7m/s2
故答案為:①0.58;0.59;②9.7.

點(diǎn)評 本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題,要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律以及功能關(guān)系,增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示水平空間內(nèi)有垂直紙面向時(shí)的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示,大小未知.區(qū)域Ⅰ內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場,區(qū)域Ⅱ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,兩區(qū)域內(nèi)的電場強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01kg、帶電荷量q=+0.01C的小球從邊界MN左側(cè)與MN相距L=2m的A點(diǎn)以v0=5m/s的初速度沿粗糙、絕緣的水平面向右運(yùn)動,進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域后,小球立即在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)過一段時(shí)間后(未進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ)離開磁場第一次落地位置恰好與A點(diǎn)重合,已知小球與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.225,取g=10m/s2
(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E和區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1各自的大小;
(2)求小球從A點(diǎn)出發(fā)到再次落回A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t.
(3)若小球在A點(diǎn)以v0′=9m/s的初速度沿水平面向右運(yùn)動,當(dāng)小球進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后恰好能沿直線運(yùn)動,求有界磁場區(qū)域Ⅰ的寬度d及區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.下列說法正確的是( 。
A.布朗運(yùn)動就是液體分子的運(yùn)動
B.物體中所有分子熱運(yùn)動動能與勢能的總和等于物體的內(nèi)能
C.0℃的水與0℃的冰分子的平均動能相同
D.熱機(jī)的效率可以等于100%
E.對于同一種氣體,溫度越高,分子平均動能越大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖甲所示為一黑箱裝置,盒內(nèi)有電源、電阻等元件,a、b為黑箱的兩個(gè)輸出端.
①為了探測黑箱,某同學(xué)進(jìn)行了以下幾步測量:
A.用多用電表的歐姆擋測量a、b間的電阻;
B.用多用電表的電壓擋測量a、b間的輸出電壓;
C.用多用電表的電流擋測量a、b間的輸出電流.
你認(rèn)為以上測量中不妥的有:AC(填序號).
②含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)“等效電源”,a、b是等效電源的兩極.為了測定這個(gè)等效電源的電動勢和內(nèi)阻,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流表的示數(shù),并在方格紙上建立了U-I坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了坐標(biāo)點(diǎn),如圖丙所示.請你做進(jìn)一步處理,并由圖求出等效電源的電動勢E=1.45V,內(nèi)阻r=0.75Ω.(結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)
③由于電壓表和電流表的內(nèi)阻會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,則采用此測量電路所測得的電動勢與實(shí)際值相比偏小,測得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比偏。ㄟx填“偏大”“偏小”或“相同”).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,電壓表V1與電流表A示數(shù)的比值將( 。
A.變小B.不變C.變大D.無法判斷

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.“神州”號飛船在預(yù)定軌道上飛行,每繞地球一圈需要時(shí)間為T,每圈飛行路程為L.試求地球的質(zhì)量.(已知:地球的半徑R,萬有引力常量G)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,質(zhì)量為M的大圓環(huán),用輕繩懸掛于O點(diǎn).兩個(gè)質(zhì)量均為m的小圓環(huán)同時(shí)由靜止滑下,當(dāng)兩小環(huán)滑至與圓心等高處時(shí)所受到的摩擦力均為F,求此時(shí)大環(huán)對繩的拉力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.關(guān)于曲線運(yùn)動,下列說法中正確的是( 。
A.變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動B.曲線運(yùn)動-定是變速運(yùn)動
C.速率不變的曲線運(yùn)動是勻速運(yùn)動D.曲線運(yùn)動也可以合外力為0

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,一質(zhì)量為M的無底木箱,放在水平地面上,一輕質(zhì)彈簧一端懸于木箱的上邊,另一端掛著用細(xì)線連接在一起的兩物體A和B,mA=m,mB=2m,剪斷A,B間的細(xì)線后,A做簡諧運(yùn)動,則當(dāng)A振動到最高點(diǎn)時(shí),木箱對地面的壓力為多大?(  )
A.MgB.(M+m)gC.(M-m)gD.(M+2m)g

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