【題目】某同學(xué)準(zhǔn)備利用如圖裝置探究勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧T的彈性勢(shì)能與其壓縮量之間的關(guān)系.圖中B為一固定在桌面.帶有刻度的平直光滑導(dǎo)軌,小盒C用輕繩懸掛于O點(diǎn),彈簧T左端固定,用小球A沿導(dǎo)軌B向左擠壓彈簧,釋放后球A彈出,射入一較重的小盒C中與小盒C一起向右擺動(dòng),擺動(dòng)的最大角度θ可以被準(zhǔn)確測(cè)出.球A射入盒C后兩者的重心重合,重心距懸點(diǎn)O的距離為L.試問:

1)欲完成此探究實(shí)驗(yàn),該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中除了要測(cè)量最大擺角θ和重心距懸點(diǎn)O的距離L外,還需要測(cè)量哪些物理量?寫出這些物理量及其字母代號(hào)._________________

2)通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時(shí)釋放的彈性勢(shì)能EP.寫出其計(jì)算表達(dá)式(無需書寫推導(dǎo)過程).___________________________

3)下面是本實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)步驟:①按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好器材;②用刻度尺測(cè)定C的重心到懸點(diǎn)O的距離L; ③反復(fù)調(diào)節(jié)盒C的位置,使其運(yùn)動(dòng)軌跡平面與光滑軌道在同一平面內(nèi),且盒C靜掛,開口正對(duì)導(dǎo)軌末端,AC兩者重心同高;④用球A壓縮彈簧,使其重心處于軌道的某一刻度線上,記錄此時(shí)的讀數(shù);⑤釋放A球,讓它射入盒C中,一起與C擺動(dòng)到最大高度;⑥記錄最大擺角θ;⑦處理數(shù)據(jù),得出結(jié)論.在上述步驟中還缺少哪些主要步驟?請(qǐng)你寫出來.___________________

4)該實(shí)驗(yàn)除了要保證光滑導(dǎo)軌水平.小球A能正射入小盒C并與C一起運(yùn)動(dòng)以外,還應(yīng)注意些什么?____________________

【答案】還需測(cè)量小球A的質(zhì)量m,重盒C的質(zhì)量M,彈簧的壓縮量X ①用天平稱出小球質(zhì)量和重盒的質(zhì)量;②用球A接觸彈簧但不壓縮,記錄其重心位置,讀取導(dǎo)軌上相應(yīng)的讀數(shù);③改變彈簧壓縮量,重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次. ①要注意每次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧壓縮量不要過大,以保證繩總處于繃直狀態(tài),同時(shí)擺角不大于90°;②每次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧的壓縮量也不宜過小,否則壓縮量L及擺角θ的測(cè)量相對(duì)誤差大,軌道摩擦損耗不可忽略.

【解析】

根據(jù)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為球和盒子的重力勢(shì)能,知需要測(cè)量球和盒子的質(zhì)量以及彈簧的壓縮量;再結(jié)合彈性勢(shì)能的減小量等于小球的動(dòng)能的增加量,碰撞過程動(dòng)量守恒;向上擺動(dòng)過程機(jī)械能守恒,對(duì)照表達(dá)式確定實(shí)驗(yàn)步驟分析求解

(1)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為球和盒子的重力勢(shì)能,要測(cè)量重力勢(shì)能的增加量,要測(cè)量小球A的質(zhì)量m、重盒C的質(zhì)量M;要研究彈性勢(shì)能和壓縮量的關(guān)系,要測(cè)量彈簧的壓縮量X;
還需測(cè)量:小球A的質(zhì)量m、重盒C的質(zhì)量M、彈簧的壓縮量X;
(2)彈性勢(shì)能的減小量等于小球的動(dòng)能的增加量, ;
碰撞過程動(dòng)量守恒,

繼續(xù)擺動(dòng)過程機(jī)械能守恒,
聯(lián)立計(jì)算得出;
(3)缺少的主要實(shí)驗(yàn)步驟有:
①用天平稱出小球質(zhì)量和重盒的質(zhì)量;
②用球A接觸彈簧但不壓縮,記錄其重心位置,讀取導(dǎo)軌上相應(yīng)的讀數(shù);
③改變彈簧壓縮量,重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次.

(4)①要注意每次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧壓縮量不要過大,以保證繩總處于繃直狀態(tài),同時(shí)擺角不大于;
②每次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧的壓縮量也不宜過小,否則壓縮量L及擺角 的測(cè)量相對(duì)誤差大,軌道摩擦損耗不可忽略.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,甲乙兩小球大小相同,質(zhì)量相等,甲小球從某高度h處釋放,做自由落體運(yùn)動(dòng),乙小球在它的正下方的水平面上以某一初速度同時(shí)做豎直上拋運(yùn)動(dòng),如果兩小球碰撞時(shí)恰好速度大小相等,方向相反,且碰撞過程中無機(jī)械能損失,關(guān)于其運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是

A. 甲乙小球從開始運(yùn)動(dòng)到相碰的過程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B. 甲小球碰后將先回到出發(fā)點(diǎn)

C. 乙小球碰前碰后兩個(gè)階段的重力的沖量一定相等

D. 甲乙兩球碰前的平均速度大小比值為12

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1)若CD部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn),求物塊沿傳送帶所能上升的最大距離;

2若要物塊能被送到D端,求CD部分順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度應(yīng)滿足的條件。

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【題目】如圖,圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。有無數(shù)帶有同樣電荷、具有同樣質(zhì)量的粒子在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以同樣的速率通過P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)。這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上,這段圓弧的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的1/3。將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小從原來的變?yōu)?/span>,結(jié)果相應(yīng)的弧長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t等于

A. 2 B. C. D. 3

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【題目】在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿方向射入磁場(chǎng),它恰好從磁場(chǎng)邊界的交點(diǎn)C處沿方向飛出。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?/span>后,該粒子仍以A處相同的速度射入磁場(chǎng),但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了角,則  

A. 粒子帶負(fù)電

B. 粒子的比荷

C. 兩種情況下粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

D. 兩種情況下的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為

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【題目】如圖所示,長(zhǎng)均為dCD、EF兩條金屬導(dǎo)軌水平平行放置,導(dǎo)軌間距為L。導(dǎo)軌的D、F間接有一電阻R,左端C、E分別與彎曲的光滑軌道平滑連接。矩形CDFE區(qū)域內(nèi)存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。將一電阻為R、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放,導(dǎo)體棒最終恰好停在磁場(chǎng)的右邊界處。已知水平金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),與導(dǎo)體棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,重力加速度為g,不計(jì)電磁輻射。在導(dǎo)體棒的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,下列說法中正確的是

A. 流過電阻R的電荷量為

B. 電阻R的最大電流為

C. 電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為

D. 導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大加速為

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A. 0~t1時(shí)間內(nèi),環(huán)有收縮趨勢(shì)

B. t1~t2時(shí)間內(nèi),環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)

C. t1~t2時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

D. t2~t3時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

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【題目】2018314日,著名物理學(xué)家斯蒂芬·威廉·霍金逝世,引發(fā)全球各界悼念.在物理學(xué)發(fā)展的歷程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)研究為物理學(xué)的建立作出了巨大的貢獻(xiàn).關(guān)于下列幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中,正確的是

A. 卡文迪許將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體,得出萬有引力定律

B. 法拉第通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)

C. 查德威克用粒子轟擊Be原子核發(fā)現(xiàn)了中子

D. 愛因斯坦的光子說認(rèn)為,只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng),所有電子最終都能躍出金屬表面成為光電子

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