11.在验证机械能守恒定律的实验中.要验证的是重物重力势能的减少量等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作的一部分.将必要的步骤挑选出来.并且按正确的顺序排列: .A.把打点计时器固定在铁架台上.并用导线把它和交流电源连 接起来B.用天平称出重锤的质量C.把纸带的一端固定在重锤上.另一端穿过打点计时器的限位孔.把重锤提升到一定的高度D.用秒表测出重锤下落的时间E.释放纸带F.重复几次.得到3-5条符合要求的纸带G.接通电源 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
(1)在实验过程中,下列说法正确的是
B
B

A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件不变时,所选重物的质量大小不影响实验的误差
D.选用纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
(2)正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图甲所示.图中O点为打点起始点,且速度为零.
选取纸带上打出的连续点,标上A、B、C…测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物的质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重物重力势能的减少量△Ep=
mgh2
mgh2
,动能的增加量△Ek=
m(h3-h1)2
8T2
m(h3-h1)2
8T2
.(用题中所给字母表示)
(3)以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系,用实验测得的数据绘出v2-h图象,如图乙所示:由v2-h图线求得重物下落的加速度g'=
9.68
9.68
m/s2.(结果保留三位有效数字)

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在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
0.97
0.97
m/s(保留两位有效数字).?
(2)从起点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能减小量△EP=
0.48
0.48
J,动能的增加量△Ek=
0.47
0.47
J(保留两位有效数字).

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在验证机械能守恒定律的实验中,质量 m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=
0.972m/s
0.972m/s

(2)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量△EP=
0.476J
0.476J
,动能的增加量△EK=
0.473J
0.473J

但实验中总存在误差,其原因是
各种阻力做功,机械能转化为内能
各种阻力做功,机械能转化为内能
.(取3位有效数字)

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为1.00kg.实验所得纸带如图所示.第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D,OA=62.99cm,OB=70.14cm,OC=77.76cm,OD=85.73cm.由此可知由O点运动到C点,重物动能的增加量为
7.61
7.61
J,重力势能的减少量为
7.62
7.62
J.(要求保留三位有效数字)

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,同学们选取了下述器材:
①打点计时器(或电火花计时器)  
②纸带和复写纸片   
③带铁夹的重锤    
④铁架台(带铁架)   
⑤导线若干 (注意:本次实验不使用天平)
则该同学漏选了
低压交流电源(或学生电源)
低压交流电源(或学生电源)
毫米刻度尺(或直尺)
毫米刻度尺(或直尺)

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Ⅰ卷:共40分,每小题4分。每小题全选对的得4分,错选或不选的得0分。

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

B

B

D

A

A

C

A

C

D

Ⅱ卷:共60分。

11――13题16分,答案正确的按各题分数得分,答错或不答的均得0分。

 

题号

答案

分数

11

ACGEF

3分

12

(1)0―0.6A;0―3V;R1

每空1分,共3分

(2) 图略

2分

(3)1.5;0.50

每空1分,共2分

13

(1)0.600

2分

(2)

 

 

 

 

2分

(3)

2分

 

14――18题共44分。

 

题号

答案及评分标准

分数

14

(7分)

(1)物块沿斜面下滑受到重力和斜面支持力,由牛顿第二定律。得小滑块沿斜面运动的加速度a

a=F/m      a=m/s2

滑块沿斜面由A到B的位移为 =10m

滑块由A到B做匀加速运动的时间为t

   得s

(2)滑块到达斜面底端时速度达到最大

=10m/s

重力的最大功率为   

Pm=100W

 

 

2分

 

 

 

 

2分

 

 

1分

 

1分

 

1分

15

(8分)

(1)飞船绕地球做匀速圆周运动的加速度为a,飞船质量为m1,由万有引力定律和牛顿第二定律得

          ①

       

 由物体在地球表明受到的万有引力近似等于物体重力得

         ②

由①②式得 

(2)大西洋星绕地球做匀速圆周运动的速度为v、质量为m2,由万有引力定律和牛顿第二定律,得

   ③

=6R

由②③式得

 

 

 

 

2分

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

 

 

 

2分

 

 

 

 

2分

16

(9分)

⑴带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理

=1.0×104m/s

⑵带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动

水平方向:

带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2

竖直方向:

         

由几何关系

     得U2 =100V

⑶带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知

     

设微粒进入磁场时的速度为v/

由牛顿运动定律及运动学规律

    得

B=0.1T

若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T。

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

17

(9分)

(1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大。

金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值。因此接入电路的金属棒的有效长度为

     Lm=xm=0.5m

      Em=3.0V

      且            

A

(2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F、外力F作用

 

N

N

(3)金属棒MN在运动过程中,产生的感应电动势

有效值为 

金属棒MN滑过导轨OC段的时间为t

      m

滑过OC段产生的热量       J

 

 

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

 

1分

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

18

(11分)

(1)子弹射穿物块A后,A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运动

      t=0.40s

A离开桌边的速度      

=5.0m/s

设子弹射入物块B后,子弹与B的共同速度为vB,子弹与两物块作用过程系统动量守恒:

B离开桌边的速度=10m/s

(2)设子弹离开A时的速度为,子弹与物块A作用过程系统动量守恒:

m/s

子弹在物块B中穿行的过程中,由能量守恒

         ①

子弹在物块A中穿行的过程中,由能量守恒

          ②

由①②解得m

(3)子弹在物块A中穿行的过程中,物块A在水平桌面上的位移为s1,根据动能定理

                         ③

子弹在物块B中穿行的过程中,物块B在水平桌面上的位移为s2,根据动能定理

                          ④

由②③④解得物块B到桌边的最小距离

smin=2.5×10-2m

 

 

 

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

1分

 

 

1分

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 


同步练习册答案