教科版物理必修二講義第4章5．機(jī)械能守恒定律Word版含答案

5．機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)(教師用書(shū)獨(dú)具)1.能夠分析動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題．2．能夠推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律．(重點(diǎn))3．會(huì)根據(jù)機(jī)械能守恒的條件判斷機(jī)械能是否守恒．4．能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題，并領(lǐng)會(huì)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的優(yōu)越性．(重點(diǎn))一、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律1．動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)例(1)自行車(chē)下坡時(shí)，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加．(2)蕩秋千過(guò)程中，向上擺動(dòng)時(shí)，動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，向下擺動(dòng)時(shí)，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少．(3)撐桿跳高過(guò)程中，脫離桿之前，動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化，脫離桿后，只有動(dòng)能和重力勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化．2．動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)的特點(diǎn)：重力或彈力做正功時(shí)，勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化，做負(fù)功時(shí)，動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化．3．實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)裝置：將螺母用細(xì)線掛在鐵架臺(tái)上制成單擺．(2)實(shí)驗(yàn)步驟：把螺母拉起一個(gè)較小的角度，放手后，它能擺至另一側(cè)的等高位置；在鐵架臺(tái)的桿上固定一個(gè)夾子，當(dāng)螺母擺到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線被夾子擋住，但螺母仍能擺到另一側(cè)的等高位置．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：忽略空氣阻力，只有重力做功時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總量不變．4．理論探究(1)探究情景：物體做拋體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，如圖所示．(2)推導(dǎo)過(guò)程：A位置的機(jī)械能EA＝mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).B位置的機(jī)械能EB＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)對(duì)A至B過(guò)程，由動(dòng)能定理有mg(h1－h(huán)2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)即mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，EA＝EB.5．機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變．(2)表達(dá)式：Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2.(3)守恒條件：只有重力(或彈力)做功．二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1．實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶夾子)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，重物(帶紙帶夾子)，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，學(xué)生電源，開(kāi)關(guān)．2．實(shí)驗(yàn)原理(1)原理：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，只受重力作用，其機(jī)械能是守恒的．若質(zhì)量為m的物體自由下落h高度時(shí)，速度為v，若eq\f(1,2)v2＝gh成立，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證．(2)瞬時(shí)速度的求解：如圖所示，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)出物體自由下落的高度h和該時(shí)刻的速度v.打第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于以該時(shí)刻為中間時(shí)刻的某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T).1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)物體自由下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)A、B兩位置，如圖甲所示，此過(guò)程中物體的機(jī)械能一定守恒． ()(2)物塊沿斜面勻速下滑，如圖乙所示，此過(guò)程中物塊機(jī)械能守恒． ()(3)光滑水平面上，被壓縮的彈簧能將小球向右彈出，如圖丙所示，在彈簧恢復(fù)原狀的過(guò)程中，小球的機(jī)械能守恒． ()(4)合力為零，物體的機(jī)械能一定守恒． ()【提示】(1)√(2)×(3)×(4)×2．(多選)如圖，物體m機(jī)械能守恒的是(均不計(jì)空氣阻力)()CD[物塊沿固定斜面勻速下滑，在斜面上物塊受力平衡，重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少；物塊在力F作用下沿固定光滑斜面上滑時(shí)，力F做正功，機(jī)械能增加；小球沿光滑半圓形固定軌道下滑，只有重力做功，小球機(jī)械能守恒；用細(xì)線拴住小球繞O點(diǎn)來(lái)回自由擺動(dòng)，只有重力做功，小球機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C、D正確．]3．將物體從地面豎直上拋，如果不計(jì)空氣阻力，物體能夠達(dá)到的最大高度為H.當(dāng)物體在上升過(guò)程中的某一位置，它的動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍，則這一位置的高度是()A．2H/3 B．H/2C．H/3 D．H/4D[物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍時(shí)的高度為h，取地面為零勢(shì)能面，則有mgH＝Ek＋mgh，即mgH＝4mgh，解得：h＝H/4，故D正確．]4．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下面列出一些實(shí)驗(yàn)步驟：A．用天平稱(chēng)出重物和夾子的重量B．把重物系在夾子上C．將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，再把紙帶向上拉，讓夾子靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在學(xué)生電源的交流輸出端，把輸出電壓調(diào)至6V(電源不接通)E．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌邊的鐵架臺(tái)上，使兩個(gè)限位孔在同一豎直線上F．在紙帶上選取幾個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)G．用秒表測(cè)出重物下落時(shí)間H．接通電源，待計(jì)時(shí)器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶I．切斷電源J．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次K．在三條紙帶中選出較好的一條L．進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)論，完成報(bào)告M．拆下導(dǎo)線，整理器材以上步驟中，不必要的有________，正確步驟的合理順序是________(填寫(xiě)字母)．[解析]只為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，沒(méi)必要稱(chēng)量重物的質(zhì)量．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是計(jì)時(shí)儀器，不再需要秒表．[答案]AGEDBCHIJMKFL對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解機(jī)械能守恒的判斷(1)從機(jī)械能的定義直接判斷：若物體的動(dòng)能、勢(shì)能均不變，則機(jī)械能不變；若物體的動(dòng)能不變、重力勢(shì)能變化，或重力勢(shì)能不變、動(dòng)能變化，或動(dòng)能和重力勢(shì)能同時(shí)增加(或減少)，其機(jī)械能一定變化．(2)用做功來(lái)判斷：分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒．(3)用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定：若系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無(wú)機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．【例1】(多選)如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()甲乙丙丁A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中，A機(jī)械能守恒B．乙圖中，A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機(jī)械能守恒C．丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落，B加速上升過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒思路點(diǎn)撥：解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)理解機(jī)械能守恒的條件．(2)靈活選擇判斷方法．CD[甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)．乙圖中物體B除受重力外，還受彈力，彈力對(duì)B做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，但從能量特點(diǎn)看A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．B錯(cuò)．丙圖中繩子張力對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C對(duì)．丁圖中動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，D對(duì)．]物體機(jī)械能守恒的判斷方法(1)做功條件分析法，分三種情況：①物體只受重力(或系統(tǒng)內(nèi)的彈力)作用；②物體同時(shí)受重力和其他力，但其他力不做功；③其他力對(duì)物體做功，但是做功的代數(shù)和為零．(2)能量轉(zhuǎn)化分析法：若物體只有動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能間相互轉(zhuǎn)化，或系統(tǒng)內(nèi)只有物體間的機(jī)械能相互轉(zhuǎn)移，則機(jī)械能守恒．(3)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析法：如物體沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能之和不變則機(jī)械能守恒；物體沿豎直方向或沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能不變，勢(shì)能變化，機(jī)械能不守恒．1.(多選)質(zhì)量分別為m、2m的兩球A、B由輕質(zhì)細(xì)桿連接，桿可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，桿在從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中()A．B球勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B．A球勢(shì)能增加，動(dòng)能減少C．A和B的總機(jī)械能守恒D．A和B各自的機(jī)械能守恒AC[整個(gè)過(guò)程，對(duì)于兩球和輕桿組成的系統(tǒng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，C對(duì)，D錯(cuò)；桿在豎直位置時(shí)，兩球的速度最大，故桿在從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中A球的勢(shì)能增加，動(dòng)能增加，B球的勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，A對(duì)，B錯(cuò)．]機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1．表達(dá)式及特點(diǎn)表達(dá)式特點(diǎn)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末(從不同狀態(tài)看)即初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp(從轉(zhuǎn)化角度看)即過(guò)程中動(dòng)能的增加量等于勢(shì)能的減少量EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB(從轉(zhuǎn)移角度看)即系統(tǒng)只有A、B兩物體時(shí)，A增加的機(jī)械能等于B減少的機(jī)械能2．應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟(1)正確選取研究對(duì)象(物體或系統(tǒng))，確定研究過(guò)程；(2)進(jìn)行受力分析，考查守恒條件；(3)選取零勢(shì)能平面，確定初、末狀態(tài)機(jī)械能；(4)運(yùn)用守恒定律，列出方程求解．3．機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較兩大規(guī)律機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理表達(dá)式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk應(yīng)用范圍只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功無(wú)條件限制物理意義其他力(重力、彈力以外)所做的功是機(jī)械能變化的量度合外力對(duì)物體做的功是動(dòng)能變化的量度關(guān)注角度守恒的條件和始末狀態(tài)機(jī)械能的形式及大小動(dòng)能的變化及改變動(dòng)能的方式(合外力做功情況)【例2】如圖所示，AB是傾角θ為45°的直軌道，CD是半徑R＝0.4m的圓弧軌道，它們通過(guò)一段曲面BC平滑相接，整個(gè)軌道處于豎直平面內(nèi)且處處光滑．一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從高H的地方由靜止釋放，結(jié)果它從圓弧最高點(diǎn)D點(diǎn)飛出，垂直斜面擊中P點(diǎn)．已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，g取10m/s2.求：(1)物體擊中P點(diǎn)前瞬間的速度；(2)在C點(diǎn)軌道對(duì)物體的壓力大??；(3)物體靜止釋放時(shí)的高度H.[解析](1)物體從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上滿(mǎn)足2gR＝veq\o\al(2,y)，求得vy＝2eq\r(2)m/s物體擊中P點(diǎn)的速度v＝eq\f(vy,cosθ)＝4m/s.(2)物體在D點(diǎn)的速度為平拋運(yùn)動(dòng)的水平速度vD＝vytanθ＝2eq\r(2)m/s根據(jù)機(jī)械能守恒定律eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝mg·2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得N－mg＝eq\f(mv\o\al(2,C),R)解得支持力N＝70N，即在C點(diǎn)軌道對(duì)物體的壓力為70N.(3)由A點(diǎn)到D點(diǎn)，物體的機(jī)械能也守恒，故mgH＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋mg2R解得H＝1.2m.[答案](1)4m/s(2)70N(3)1.2m1．無(wú)論直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒定律都可應(yīng)用，且僅需考慮始、末狀態(tài)，而不必考慮所經(jīng)歷的過(guò)程．2．能用機(jī)械能守恒定律求解的，一定能用動(dòng)能定理求解，但滿(mǎn)足守恒條件時(shí)，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律更方便．2.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接，跨過(guò)固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍．當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高．將A由靜止釋放，B上升的最大高度是()A．2R B.eq\f(5R,3)C.eq\f(4R,3) D.eq\f(2R,3)C[設(shè)A、B的質(zhì)量分別為2m、m，當(dāng)A落到地面，B恰運(yùn)動(dòng)到與圓柱軸心等高處，以A、B整體為研究對(duì)象，機(jī)械能守恒，故有2mgR－mgR＝eq\f(1,2)(2m＋m)v2，當(dāng)A落地后，B球以速度v豎直上拋，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)又上升的高度為h′＝eq\f(v2,2g)，故B上升的總高度為R＋h′＝eq\f(4,3)R，選項(xiàng)C正確．]驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1．實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上；用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連接．(2)接通電源，打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落．重復(fù)幾次，打下3～5條紙帶．(3)選紙帶：選取點(diǎn)跡清晰的且第1、2連續(xù)兩點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶．(4)標(biāo)數(shù)字：在打出的紙帶上從打出的第1個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)上0,1,2,3…(5)數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)出0到點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3…的距離，即為對(duì)應(yīng)的下落高度h1、h2、h3…2．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)利用公式vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計(jì)算出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3…的瞬時(shí)速度v1、v2、v3…(2)驗(yàn)證：通過(guò)計(jì)算，在誤差允許的范圍之內(nèi)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)與mghn是否相等或eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)與mghnm是否相等．3．誤差分析(1)在進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)，測(cè)量及讀數(shù)不準(zhǔn)造成誤差．(2)重物下落要克服阻力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，下落高度越大，機(jī)械能損失越多，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)械能依次略有減小的現(xiàn)象．(3)由于交流電的周期不穩(wěn)定，造成打點(diǎn)時(shí)間間隔變化而產(chǎn)生誤差．【例3】某同學(xué)做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，不慎將一條挑選出的紙帶的一部分損壞，損壞的是前端部分．剩下的一段紙帶上各相鄰點(diǎn)間的距離已測(cè)出標(biāo)在圖中，單位是cm.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz，重力加速度g取9.8m/s2.(1)重物在2點(diǎn)的速度v2＝________，在5點(diǎn)的速度v5＝________，此過(guò)程中動(dòng)能增加量ΔEk＝________，重力勢(shì)能減少量ΔEp＝________.由以上可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論____________________________________________________________________________.(2)重物獲得的動(dòng)能往往________(A.大于B．小于C．等于)減少的重力勢(shì)能，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是______________________________________________________.(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)判斷下列圖像正確的是(其中ΔEk表示重物動(dòng)能的變化量，Δh表示物體下落的高度)()[解析](1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求出重物在2點(diǎn)的速度v2＝eq\f(2.8＋3.2×10－2,2×0.02)m/s＝1.50m/s，重物在5點(diǎn)的速度v5＝eq\f(4.0＋4.3×10－2,2×0.02)m/s＝2.075m/s，所以動(dòng)能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝1.03mJ，重物從2點(diǎn)到5點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量為ΔEp＝mgh25＝m×9.8×(3.2＋3.6＋4.0)×10－2J＝1.06mJ，由以上可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．(2)由于紙帶受到摩擦力作用，需克服摩擦力做功，所以獲得的動(dòng)能小于減少的重力勢(shì)能．(3)重物機(jī)械能守恒，重物減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為增加的動(dòng)能，即ΔEk＝mgΔh，可見(jiàn)重物增加的動(dòng)能與下落的距離成正比，選項(xiàng)C正確．[答案](1)1.50m/s2.075m/s1.03mJ1.06mJ在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒(2)B紙帶受到摩擦力作用(3)C實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的注意事項(xiàng)1．先接通電源打點(diǎn)，后釋放紙帶．2．選取紙帶(1)選擇開(kāi)始的一段時(shí)，要驗(yàn)證的是eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)＝mghn，必須保證紙帶上的第一點(diǎn)為重物靜止釋放時(shí)打的點(diǎn)，所以前兩個(gè)點(diǎn)的間距為h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×(0.02)2m＝2mm.(2)選擇運(yùn)動(dòng)中的一段時(shí)，要驗(yàn)證的是eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)＝mghmn，這時(shí)選擇紙帶不需要滿(mǎn)足兩點(diǎn)間距為2mm.3．計(jì)算速度時(shí)不能用v＝gt或v＝eq\r(2gh)，否則就犯了用機(jī)械能守恒定律去驗(yàn)證機(jī)械能守恒的錯(cuò)誤．4．測(cè)量下落高度時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，后邊的點(diǎn)應(yīng)距起點(diǎn)O較遠(yuǎn)，在測(cè)量各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離時(shí)，應(yīng)當(dāng)用刻度尺從O點(diǎn)量起，一次性讀出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離．3．某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz.打出紙帶的一部分如圖(b)所示．(a)(b)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算．(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫(xiě)出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_(kāi)_______，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_(kāi)_______，重物下落的加速度大小為_(kāi)_______．(2)已測(cè)得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為_(kāi)_____Hz.[解析](1)重物勻加速下落時(shí)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(1,2)f(s1＋s2)vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(1,2)f(s2＋s3)由s3－s1＝2aT2得a＝eq\f(f2s3－s1,2).(2)根據(jù)牛頓第二定律，有mg－kmg＝ma根據(jù)以上各式，化簡(jiǎn)得f＝eq\r(\f(21－kg,s3－s1))代入數(shù)據(jù)可得f≈40Hz.[答案](1)eq\f(1,2)f(s1＋s2)eq\f(1,2)f(s2＋s3)eq\f(1,2)f2(s3－s1)(2)401．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示，其中最合適的是()D[開(kāi)始釋放時(shí)，重錘要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶應(yīng)保持豎直方向，故D正確．]2．下列說(shuō)法正確的是()A．物體沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能一定守恒B．起重機(jī)勻速提升物體，機(jī)械能一定守恒C．物體沿光滑曲面自由下滑過(guò)程中，機(jī)械能一定守恒D．跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落過(guò)程中，機(jī)械能一定守恒C[A項(xiàng)，勢(shì)能不變，動(dòng)能增加；B項(xiàng)，動(dòng)能不變，勢(shì)能增加；C項(xiàng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒；D項(xiàng)，動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，綜上所述，選項(xiàng)C正確．]3．如圖所示，在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，則它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小是()A.eq\r(2gh) B.eq\r(v\o\al(2,0)＋2gh)C.eq\r(v\o\al(2,0)－2gh) D．v0eq\r(\f(2h,g))B[若選桌面為參考面，則eq\f(1,2)mveq