问题 问答题

在《验证机械能守恒定律》的实验中,质量为m=1.00kg的重锤拖着纸带下落,在此过程中,打点计时器在纸带上打出一系列的点.在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E,如图所示.其中O为重锤开始下落时记录的点,各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.当地重力加速度g=9.8m/s2.本实验所用电源的频率f=50Hz.(结果保留三位有数数字)

(1)打点计时器打下点B时,重锤下落的速度vB=______m/s,打点计时器打下点D时,重锤下落的速度vD=______m/s.

(2)从打下点B到打下点D的过程中,重锤重力势能减小量△EP=______J;重锤动能增加量△Ek=______J.

答案

(1):利用匀变速直线运动的推论

vB=

xAC
2T
=
0.0705-0.0314
0.04
=0.978m/s

vD=

xCE
2T
=
0.1248-0.0705
0.04
=1.36m/s

根据重力势能的定义式得出:

从打下计数点B到打下计数点D的过程中,重锤重力势能减小量△EP=mgh=mgxBD=1×9.8×(0.0959-0.049)J=0.460J

△EK=EkD-EkB=

1
2
mvD2-
1
2
mvB2
=0.447J

故答案为:(1)0.978; 1.36;(2)0.460;0.447

名词解释
单项选择题

亚马逊丛林中的雄性蓝蝶带有彩虹般的蓝色光辉,半公里外就能看到.其光辉如此强烈,有的竟能反射70%的蓝色光线,远远超过蓝色涂料的反射率.蓝蝶耀眼的光辉,原是一种警号,使别的雄性蓝蝶在远处就能知所趋避.蓝光越强,示警作用越显著.物竞天择,适者生存.亿万年的自然选择,使亚马孙蓝蝶翅膀有了如此奇妙的性能.这种性能,早在一百多年前就被人发现了,但其奥秘直到最近才被揭开.原来蓝蝶翅膀上覆盖着许多微小鳞片(就是触摸蝴蝶翅膀时会沾手的粉),其表面有许多平行的脊状突起物.观察脊的截面,会发现其中包含着许多平行排列的羽状物.“羽毛”的主干两边生出若干分支,分支的长度沿主干从根到梢逐渐变短,其结构类似于人造的多层介质反射镜.人造多层介质反射镜的反射光有很强的方向性:对接近垂直入射的单色光线反射率极高,但对斜入射光线的反射率很低.令科学家们大吃一惊的是:蓝蝶翅膀的反光却是广角的,可以在很大范围内看到.这种奇妙性能缘于那些羽状物的分支并非完全位于同一平面内,而是各具略为不同的倾斜角,使反光的视角大为增加.蓝蝶的翅膀还具有颜色选择性.其羽状物的尺寸.恰好能增强蓝光的反射,而且其分支越多,反光就越强.一种仅有6到8个分支的蓝蝶翅膀,仍比蓝色涂料的反光率高出一倍以上.蓝蝶翅膀的反射光颜色随不同的视角略有变化,从蓝色到紫色,一直延伸到人眼看不见但蓝蝶能看见的紫外线.目前人们正在研究蓝蝶的反光机理,想仿造应用.比如改善公路上的路标,改善电脑的液晶显示器.军事部门感兴趣的是仿蓝蝶翅膀的反光结构,将之用于可随环境变换色彩的新型迷彩伪装;服装公司则设想,仿蓝蝶翅膀做出的具有特殊反光性能的衣料,将使时装展示台上更加异彩纷呈.最重要的应用当然是有价证券的防伪,因为再先进的复印机也无法印造出具有精细立体结构的蓝蝶翅膀来.纽约州立大学的一位昆虫学家说:“蓝蝶做到了工程师们试着做却未能成功的事.”的确,正在研究中的人造模仿物,在光学性能上仍无法与蓝蝶的翅膀相比.

根据文意,下列推断不合理的一项是______.

A.从飞越亚马逊丛林的小飞机上,有可能看到蓝蝶发出的蓝色闪光

B.人造的多层介质反射镜,其反射光不够强烈,是因角度所限

C.亚马逊丛林中美丽的蓝蝶,可能成为制造假钞罪犯的“克星”

D.有关蝴蝶的传说,可能因蓝蝶反光的奥秘被揭开而更添浪漫色彩