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    某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量m=1kg，当地重力加速度大小为g=9.80m/s2．实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值．回答下列问题（以下计算结果均保留3位有效数字）：

    （1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=______m/s；
    （2）根据以上数据，可知重物由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J．重力势能的减少量大于动能的增加量的原因是______．

    （1）打点计时器周期为0.02s，B点的速度为：vB=
    hAC
    2T
    =
    0.8659-0.7099
    2×0.02
    m/s=3.90m/s    ；
    （2）重物由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量为：△EP=mgh=1×9.8×0.7875=7.70J；
    增加的动能为：△Ek=
    1
    2
    mvB=
    1
    2
    ×1×3.902=7.61J    ；
    由于有阻力做功，故减少的重力势能大于增加的动能．
    故答案为：
    （1）3.90；
    （2）7.70J，7.61J；阻力做负功．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    利用“验证机械能守恒定律”的实验装置也可以测量重物运动的速度和加速度，如图是质量为m的重物自由下落过程中打点计时器在纸带上打出的一系列点，选取一条符合实验要求的纸带，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器的打点时间间隔T=0.02s，那么
    （l）纸带上的B点对应的重物下落的速度为______m/s；
    （2）利用这条纸带上的测量数据也可测出纸带下落过程中加速度为______m/s2．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    某同学利用如图甲的实验装置测量重力加速度．

    （1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①______；②______．
    （2）该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1，h2，h3，h4，h5．若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式vE=______；若分别计算出各计数点的速度值，并画出速度的二次方（v2）与对应重物下落的距离（h）的关系如图丙所示，则重力加速度g=______m/s2．
    （3）若当地的重力加速度值g=9.8m/s2，你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    在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）根据图上所得的数据，应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律；
    （2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=______J，动能增加量△Ek=______J（结果取三位有效数字）；
    （3）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
    v2
    2
    为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的______．

    （4）实验中对于使用打点计时器，下面说法正确的是：______
    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．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    用如图实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．
    （1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量______（填选项前的字母）
    A．A点与地面间的距离H B．小铁球的直径d
    C．小铁球从A到B的下落时间tAB D．小铁球的质量m
    （2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______．若下落过程中机械能守恒，则h与
    1
    t2
    的关系式为h=______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    用落体法验证机械能守恒定律的实验中：
    （1）有下列器材可供选用：电磁打点计时器、铁架台（带铁架）、带铁夹的重物、复写纸、纸带、秒表、导线、开关、天平，其中不必要的器材是______；缺少的器材是交流电源，______．
    （2）供选择的重物有以下四个，应选择______
    A．质量为100g的木球B．质量为10g的砝码 C．质量为200g的重锤D．质量为10g的塑料球
    （3）若实验中所用重锤质量为m=1kg，打点纸带如图1所示（O点为自由下落的起始点），打点时间间隔为0.02s，则记录D点时，重锤的速度vD=______，重锤动能EKD=______．从开始下落起至D点，重锤的重力势能减少量为______J，因此可得出的结论是______．（结果均保留三位有效数字）
    （4）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图象应是图2中的______

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”．打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．

    （1）下面是他实验时的操作步骤：
    A．按照图1所示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
    C．用天平测量出重锤的质量；
    D．先释放纸带，然后再接通电源；
    E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
    F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能；
    G．改换纸带，重做几次．
    其中没有必要或操作不恰当的步骤是______；
    （2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图2所示，那么：
    ①纸带的______（左、右）端与重物相连
    ②从打下计数点A到打下计数点C的过程中重力势能的减少量△Ep=______（保留两位有效数字）；
    ③猜测：动能的增加量△Ek最有可能______势能的减少量△Ep（填“＞、=、＜）．
    （3）重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，h代表下落的距离，Ek代表动能，EP代表势能，
    E代表机械能，以水平桌面为参考面，下列图象不正确的是______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，倾角为θ＝30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1＝0.4m，B1＝5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一质量m＝1.6kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，其电阻r＝1Ω。金属导轨上端连接右侧电路，R1＝1Ω，R2＝1.5Ω。R2两端通过细导线连接质量M＝0.6kg的正方形金属框cdef，每根细导线能承受的最大拉力Fm=3.6N，正方形边长L2＝0.2 m，每条边电阻r0=1Ω，金属框处在一方向垂直纸面向里、B2＝3T的匀强磁场中。现将金属棒由静止释放，不计其他电阻及滑轮摩擦，取g=10m/s2。求：

    （1）电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度vm；
    （2）电键S闭合，细导线刚好被拉断时棒ab的速度v；
    （3）若电键S闭合后，从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J，此过程中棒ab下滑的高度h。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如上图所示，足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，间距为L=0.5m，一匀强磁场B=0.2T垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、 电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，经过一段时间金属棒达到稳定状态,这段时间内通过R的电量0.3C，则在这一过程中（ ）(g=10m/s2 ）
    A．安培力最大值为0.05N，
    B．这段时间内下降的高度1.2m
    C．重力最大功率为0.1w
    D．电阻产生的焦耳热为0.04J

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