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    18．做《验证机械能守恒定律》的实验中，纸带上打出的点如图所示，若重物的质量为m千克，图中点P为打点计时器打出的第一个点，则从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的减小量△EP=0.49J，重物的动能的增加量△EK=0.48J．（g=9.8m/s2，小数点后面保留两位）该同学这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物在下落中会受到空气阻力．

    分析 由图可读出P到B点物体下落的高度，则可求得重力势能的减小量；由平均速度公式可求得B点的瞬时速度，则可求得B点的动能；比较两数据可得出结论．注意分析误差存在的原因．

    解答 解：由题意可得物体由P到B的过程中，重物高度下降了△h=5.01cm=0.0501m，故重力势能的减小量△EP=mg△h=1×9.8×0.0510J≈0.49J；
    B点的速度等于AC段的平均速度，故VB=$\frac{（7.06-3.14）}{0.04}×1{0}^{-2}$=0.98m/s；则动能的增加量△EK=$\frac{1}{2}$mVB2=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）2≈0.48J．
    在重物在下落中会受到空气阻力，故增加的动能小于减小的重力势能；
    故答案为：0.49；0.48；大于； 重物在下落中会受到空气阻力

    点评 本题考查验证机械能守恒定律的实验，在本实验中应明确纸带的处理方法，同时还应注意实验因为阻力的存在，结论应说明是在误差允许的范围内得出的．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为m=0.6kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手．经t=0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离x=4.8m，不计空气阻力，g=10m/s2．则（　　）
    A．小球做类平抛运动
    B．A点距地面高度为0.32m
    C．人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力FT的大小为36N
    D．人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力FT的大小为30N

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．某水库用水带动如图甲所示的交流发电机发电，发电机与一个理想升压变压器连接，给附近工厂的额定电压为10kV的电动机供电．交流发电机的两磁极间的磁场为匀强磁场，线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴OO′沿顺时针方向匀速运动，从图示位置开始计时，产生的电动势如图乙所示．发电机的线圈电阻和连接各用电器的导线电阻都忽略不计，交流电压表与交流电流表都是理想电表．下列说法正确是（　　）
    A．0.005 s时交流电压表的读数为500v
    B．变压器原、副线圈的匝数比为1：20
    C．进入电动机的电流的频率是100Hz
    D．开关K闭合后电压表的示数不变，电流表的示数变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．.如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立xOy坐标系，在第II象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角θ=45°．在第 III象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板c1、c2，两板间距为d1=0.6m，板间有竖直向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板c1与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M，小孔M离坐标原点O的距离为L=0.72m．在第IV象限垂直于x轴放置一块平行y轴且沿y轴负向足够长的竖直平板c3，平板c3在x轴上垂足为Q，垂足Q与原点O相距d2=0.18m．现将一带负电的小球从桌面上的P点以初速度v0=4$\sqrt{2}$m/s垂直于电场方向射出，刚好垂直于x轴穿过c1板上的M孔，进入磁场区域．已知小球可视为质点，小球的比荷$\frac{q}{m}$=20C/kg，P点与小孔M在垂直于电场方向上的距离为s=$\frac{\sqrt{2}}{10}$m，不考虑空气阻力．

    （1）求匀强电场的场强大小．
    （2）要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板c3上，求磁感应强度的取值范围．
    （3）若t=0时刻小球从M点进入磁场，磁场的磁感应强度如图乙随时间呈周期性变化（取竖直向上为磁场正方向），求小球从M点到打在平板c3上所用的时间．（计算结果保留两位小数）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    13．如图所示，两平行金属板水平放置，相距为d，两极板接在电压可调的电源上，两金属板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，金属板右侧有一宽度为d的方向垂直纸面向里的足够长的匀强磁场，磁感应强度也为B，且边界与水平方向的夹角为60°．金属板中间有一粒子发射源，会沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子，调节可变电源的电压，当电源电压为U使，粒子恰好能沿直线飞出金属板，粒子离开金属板进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的速度方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：
    （1）带电粒子从发射源发出时的速度大小；
    （2）带负电粒子的比荷和带正电粒子在磁场中的运动半径．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．关于电势差与场强的关系，下列说法中正确的是（　　）
    A．U=Ed关系式适用于任何电场
    B．在匀强电场中，两点间的电势差正比于两点间的距离
    C．U=Ed公式中的d是指两点间的距离
    D．$\frac{V}{m}$和$\frac{N}{C}$两单位相等

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．根据能量守恒，下列说法正确的是（　　）
    A．物体对外界做功2J，并从外界吸收2J的热量，则物体内能增加4J
    B．外界对物体做功2J，物体从外界吸收2J热量，则物体内能增加4J
    C．外界对物体做功2J，物体向外界放出2J的热量，则物体内能不变
    D．物体对外界做功2J，并向外界放出2J的热量，则物体内能减少4J

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    7．为研究伞兵的跳伞运动过程，在一次训练中总质量为80kg的跳伞运动员，从离地面500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，用计算机画出了跳伞过程的v-t图象，经计算机计算当t=14s时运动员下降158m试根据图象求：（g=10m/s2）
    （1）t=1s时运动员的加速度和所受的阻力大小？
    （2）运动员在空中运动的总时间？
    （3）整个下落过程中阻力所做的功和机械能的改变量？

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g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为纸带下落的起始点，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）同学甲根据公式sOB=$\frac{v_B^2}{2g}$得vB2=2gsOB=3.76（m/s）2，计算出从O点到B点重物动能增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=0.376J，再由重力做功W=mgsOB计算出重力势能的减少量△Ep=0.376J，于是他根据△Ek=△Ep得出重物下落过程中机械能守恒的结论．该同学的探究过程是否合理？简要说明理由．
    答：不合理．应根据vB=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$计算出B点的速度，然后计算B点的动能．
    （2）同学乙还想根据纸带上的测量数据进一步探究重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为a=9.5m/s2，从而计算出阻力f=0.06N
    （3）若同学丙不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？若能，写出要测量的物理量和验证过程（可根据需要增加计数点，如D、E等）；若不能，简要说明理由．
    答：能，在C点后面再取几个计数点D、E、F等，测出相邻计数点间的距离sAB、sBC、sCD、sDE，根据${v_B}=\frac{{{s_{AB}}+{s_{BC}}}}{2T}$和${v_D}=\frac{{{s_{CD}}+{s_{DE}}}}{2T}$算出B、D点的速度及对应的动能$\frac{1}{2}mv_B^2$和$\frac{1}{2}mv_D^2$，然后验证mg（sBC+sCD）和$\frac{1}{2}mv_D^2-$$\frac{1}{2}mv_B^2$是否相等．

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