動量守恒和機械能守恒的應用 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

在驗證機械能守恒的實驗中(實驗裝置如圖1),有下列A至F六個步驟:
A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上
B.接通電源,再松開紙帶,讓重錘自由下落
C.取下紙帶,更換紙帶(或將紙帶翻個面),重新做實驗
D.將重錘固定在紙帶的一端,讓紙帶穿過打點計時器,用手提紙帶
E.選擇一條紙帶,用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…hn,計算出對應的即時速度vn
F.分別算出
1
2
mvn2和mghn
,比較在實驗誤差范圍內是否相等.
(1)以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應該是
 

某個實驗小組的甲乙兩位同學按照正確的操作選得紙帶如圖2示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續打下的3個點.用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點的距離分別為hA=9.51cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm,現利用OB段所對應的運動來驗證機械能守恒,已知當地的重力加速度g=9.80m/s2,打點計時器所用電源頻率為f=50Hz,設重錘質量為0.1kg.
(2)根據以上數據可以求得重錘在OB段所對應的運動過程中減小的重力勢能為
 
J(計算結果保留三位有效數字,下同),而動能的增加量為
 
J.實驗發現二者并不完全相等,請指出一個可能的原因
 

(3)處理數據過程中,甲乙兩位同學分別發現了一種計算B點對應時刻物體速度vB的新思路:
甲同學發現,圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點.因此可以用從O點到B點的時間nT(T是打點計時器的打點周期)計算,即vB=gnT,再依此計算動能的增量.
乙同學認為,可以利用從O點到B點的距離hB計算,即vB=
2ghB
,再依此計算動能的增量.你認為,他們新思路中
 

A.只有甲同學的思路符合實驗要求
B.只有乙同學的思路符合實驗要求
C.兩位同學的思路都符合實驗要求
D.兩位同學的思路都不符合實驗要求
(4)在上圖紙帶基礎上,某同學又選取了多個計數點,并測出了各計數點到第一個點O的距離h,算出了各計數點對應的速度v,以h為橫軸,以
v2
2
為縱軸畫出的圖線應是如圖3中的
 
.圖線的斜率表示
 

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驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法;

(1)若實驗中所用重錘質量m=1kg.打點紙帶如下圖所示.O為起點,A、B和C為連續打的三點,打點時間間隔為0.02s,則打B點時重錘的速度為            ;錘的動能為            .從開始下落到B點, 重錘的重力勢能減少量是            .(保留三位小數,g取9.8m/s2

   

(2)根據紙帶算出相關各點的速度v,量出下落與地距離h.則以為縱軸.以h為橫軸,畫出的圖象應是                                              

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驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法;

(1)若實驗中所用重錘質量m=1kg.打點紙帶如下圖所示.O為起點,A、B和C為連續打的三點,打點時間間隔為0.02s,則打B點時重錘的速度為            ;錘的動能為            .從開始下落到B點, 重錘的重力勢能減少量是            .(保留三位小數,g取9.8m/s2

   

(2)根據紙帶算出相關各點的速度v,量出下落與地距離h.則以為縱軸.以h為橫軸,畫出的圖象應是                                              

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在“驗證機械能守恒”的實驗中,選出一條紙帶如圖A-5所示.其中O點為起始點,A、B、C為三個計數點,打點計時器通以50Hz的交變電流,用最小刻度為1mm的刻度尺,測量得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm.這三個數據中不符合有效數字要求的是________;應該寫成______.在計數點A和B之間、B和C之間還有一個點,重錘的質量為m,根據以上數據,當打點針打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了________;這時它的動能是________.(g取9.8m/s2

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在“驗證機械能守恒”的實驗中,選出一條紙帶如圖所示.其中O點為起始點,A、B、C為三個計數點,打點計時器通以50Hz的交流電,用最小刻度為1mm的刻度尺,測量得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm.這三個數據中不符合有效數字要求的是________;應該寫成         cm.在計數點A和B之間、B和C之間還有一個點,重錘的質量為m,根據以上數據,當打點針打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了________;這時它的動能________. (g=9.8m/s2)

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1.B。玻痢3.B   4. B   5.C   6.B   7.D  8.ABD .ABC   10.D

11.  丙   錯誤操作是先放開紙帶后接通電源。

(1)左;(2)

(3)    

(4) ΔEP>ΔEK這是因為實驗中有阻力。

(5)在實驗誤差允許圍內,機械能守恒

12.(1)用天平分別測出滑塊A、B的質量、

   (2)

  。ǎ常

由能量守恒知

13.解:(1)設小球擺回到最低點的速度為v,繩的拉力為T,從F開始作用到小球返回到最低點的過程中,運用動能定理有,在最低點根據牛頓第二定律有

(2)設小球擺到的最高點與最低點相差高度為H,對全過程運用動能定理有,

14.解:(1)汽車以正常情況下的最高速度行駛時 的功率是額定功率

這時汽車做的勻速運動,牽引力和阻力大小相等,即F=F

設阻力是重力的k倍,F=kmg

代入數據得k=0.12

(2)設汽車以額定功率行駛速度為時的牽引力為,則,

而阻力大小仍為代入數據可得a=1.2。

   15.解:(1)設物體A、B相對于車停止滑動時,車速為v,根據動量守恒定律

方向向右

(2)設物體A、B在車上相對于車滑動的距離分別為,車長為L,由功能關系

可知L至少為6.8m

     16.解:設A、B系統滑到圓軌道最低點時鎖定為,解除彈簧鎖定后A、B的速度分別為,B到軌道最高點的速度為V,則有

解得:

17.解:炮彈上升到達最高點的高度為H,根據勻變速直線運動規律,有  v02=2gH     

設質量為m的彈片剛爆炸后的速度為V,另一塊的速度為v,根據動量守恒定律,

mV=(M-mv    

設質量為m的彈片運動的時間為t,根據平拋運動規律,有 H=gt2      R=Vt     

炮彈剛爆炸后,由能量守恒定律可得:兩彈片的總動能Ek=mV2+Mmv2     

解以上各式得  Ek==6.0×104 J   

 

 

 


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