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    4．用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m1=50g、m2=150g，则（g取9.8m/s2，计算结果保留两位有效数字．）

    （1）在纸带上打下记数点5时的速度v=2.4m/s；
    （2）在0～5过程中系统动能的增量△EK=0.58J，系统势能的减少量△EP=0.59J；
    △EK和△EP不相等的原因是有阻力，由此得到的结论是误差允许范围内机械能守恒．

    分析 （1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点5的瞬时速度；
    （2）根据初末速度求出系统动能的增加量，根据下降的高度求出系统重力势能的减小量．
    根据实验的原理分析误差形成的原因，得出实验的结论．

    解答 解：（1）计数点5的瞬时速度为：${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{（21.60+26.40）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=2.4m/s．
    （2）系统动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.2×2．{4}^{2}$≈0.58J．
    系统重力势能的减小量为：△Ep=（m2-m1）gh=0.1×9.8×（38.40+21.60）×10-2J≈0.59J．
    △EK和△EP不相等的原因是存在阻力作用，实验的结论是在误差允许的范围内机械能守恒．
    故答案为：（1）2.4；（2）0.58，0.59，有阻力，误差允许范围内机械能守恒．

    点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求出重力势能的减小量，知道实验误差的来源，难度不大．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力f大小不变，启动过程的牵引力为F，若发动机的功率P保持恒定，汽车在加速行驶路程s的过程中，上述各量间的关系是（　　）
    A．汽车做匀加速直线运动B．汽车克服阻力做功为fs
    C．F逐渐减小D．F做的功为Fs

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    15．在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系．

    ①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有ACE（选填选项前的字母）．
    A．220V、50Hz的交流电源
    B．电压可调的直流电源
    C．刻度尺
    D．秒表
    E．天平（附砝码）
    ②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是AC．
    A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
    B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
    C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
    ③某同学得到了图乙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a=1.15m/s2（保留三位有效数字）．
    ④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的a-F图象如图丙中的1、2、3所示．下列分析正确的是B（选填选项前的字母）．
    A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
    B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适
    C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大
    ⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差（选填“系统误差”或“偶然误差”）．设拉力的真实值为F真，小车的质量为M，为了使$\frac{mg-{F}_{真}}{{F}_{真}}$＜5%，应当满足的条件是$\frac{m}{M}$＜5%．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．在物理学发展史上，许多科学家通过不懈的努力，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（　　）
    A．牛顿总结出了万有引力定律并测出万有引力常量
    B．哥白尼提出了日心说，并发现了行星是沿椭圆轨道绕太阳运行的
    C．第谷通过大量运算分析总结出了行星运动的三条规律
    D．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：

    （1）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的A．

    （2）实验中对于使用打点计时器，下面说法正确的是：BD
    A．应先释放纸带后接通电源
    B．应先接通电源后释放纸带
    C．打点计时器使用的电源为直流电源
    D．打点计时器使用的电源为交流电源．
    （3）根据图上所得的数据，应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；
    （4）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=1.88J，动能增加量△Ek=1.84J（结果取三位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接，实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹，再把B球静置与水平槽前端边缘处，让A球仍从C点处静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹，记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=3.00cm，OP=8.70cm，ON=11.00cm，并称得两球的质量分别为30g，60g，则
    （1）质量为30g的是B球（选填“A”或“B”）；
    （2）未放B球时，A球落地点是记录纸上的P点，碰后A球的落地点是记录纸上的M点；
    （3）根据测量数据计算系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P′之比为1.02：1（计算结果保留三位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图所示，质量均为m的两个小球固定在一根不计质量的直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴，AO、BO的长分别为$\sqrt{3}$L和L，开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方，让该系统由静止开始自由转动，求：
    （1）当A到达最低点时，B小球的速度大小v；
    （2）A球到最低点时，杆OA对A球所做的功；
    （3）开始转动后B球可能达到的最大速度vm的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力F击打羽毛球筒的上端，则（　　）
    A．该同学无法取出羽毛球
    B．羽毛球会从筒的下端出来
    C．该同学击打筒的上端是为了在克服球筒的惯性
    D．该同学是在利用羽毛球的惯性

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．下面关于电势和电势能的说法正确的是（　　）
    A．同一电荷，在电势高处比在电势低处具有的电势能多
    B．在正电荷形成的电场中的某点，正电荷所具有的电势能，多于负电荷在同一点所具有的电势能
    C．正电荷自电势越高的地方，所具有的电势能越多，负电荷处在电势越低的地方电势能越少
    D．放在电场中某一定点的正电荷，其电量越多，具有的电势能不一定越多

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