【題目】某探究學習小組的同學欲驗證動能定理,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙。當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態(tài)。

若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:

1)你認為還需要的實驗器材有____________

2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是_______________,實驗時首先要做的步驟是_______________。

3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M。往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m。讓沙桶帶動滑塊加速運動。用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1v2v1<v2)。則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________。(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)

【答案】 刻度尺,天平 沙和沙桶的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量 平衡摩擦力 mgL=MM

【解析】(1)實驗要驗證動能增加量和總功是否相等,故需要求出總功和動能,故還要天平和刻度尺;

(2)沙和沙桶加速下滑,處于失重狀態(tài),其對細線的拉力小于重力,設(shè)拉力為T,根據(jù)牛頓第二定律,有

對沙和沙桶,有 mg﹣T=ma

對小車,有 T=Ma

故當m<<M時,有T≈mg;

實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力.

(3)合力功為mgL,實驗探究合力功與動能變化的關(guān)系,所以本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為mgL=M(v22﹣v12).

點晴:根據(jù)實驗原理,得到需要驗證的表達式,從而確定需要的器材;

實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功,用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力,對滑塊受力分析,受到重力、拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,必須使重力的下滑分量等于摩擦力;同時重物加速下降,處于失重狀態(tài),故拉力小于重力,可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達式分析討論.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電場中有A、B兩點,A點的場強為E=4.0×103N/C,A、B兩點的電勢差為U=3.0×103V。有一電荷量q=1.2×10-8C的微粒,質(zhì)量m=2.0×10-12kg,在A點由靜止釋放,微粒在電場力作用下由A點移到B點,不計重力作用。求:

(1)帶電微粒在A點所受電場力多大?微粒被釋放的瞬間加速度多大?

(2)帶電微粒從A點移到B點時,電場力做了多少功?電勢能改變了多少?若電勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,則微粒到達B點時速度多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,疊放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m,AB、BC與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)都為μ,ABC離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、15r 。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,下列說法正確的是( )

A. BA的摩擦力一定為3μmg

B. BA的摩擦力一定為3mω2r

C. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足:

D. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足:

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一帶電質(zhì)點從圖中的A點豎直向上以速度v0射入一水平方向的勻強電場中,質(zhì)點運動到B點時,速度方向變?yōu)樗,已知質(zhì)點質(zhì)量為m,帶電荷量為q,A、B間距離為L,且AB連線與水平方向成θ=37°角,質(zhì)點到達B后繼續(xù)運動可到達與A點在同一水平面上的C點(未畫出),則( 。

A. 質(zhì)點在B點的速度大小為

B. 勻強電場的電場強度大小為

C. AC的過程中,帶電質(zhì)點的電勢能減小了

D. 質(zhì)點在C點的加速度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜面傾角θ可調(diào)。打點計時器的工作頻率為50 Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示,其中每相鄰兩計數(shù)點之間時間間隔為T。

(1)計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5 =______________。

(2)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=___________________。

(3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49 Hz,而做實驗的同學并不知道,由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏_____________(選填“大”或“小”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4:1,電壓表和電流表均為理想交流電表,原線圈接如圖乙所示的正弦交流電,圖中RNTC型熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減。,R1為定值電阻,下列說法正確的是( 。

A. 交流電壓M的表達式u=36sin50πtV

B. Rt處溫度升高時,電流表A的示數(shù)變大,電壓表V2示數(shù)減小

C. 變壓器原、副線圈中的電流之比隨Rt處溫度的變化而變化

D. Rt處溫度升高時,變壓器原線圈的輸入功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某小組的同學擬探究小燈泡L的伏安特性曲線,可供選用的器材如下:

小燈泡L,規(guī)格“4.0 V,0.7 A”;

電流表A1,量程3 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω;

電流表A2,量程0.6 A,內(nèi)阻R20.2 Ω;

電壓表V,量程3 V,內(nèi)阻RV9 kΩ;

標準電阻R1,阻值1 Ω;

標準電阻R2,阻值3 kΩ;

滑動變阻器R,阻值范圍010 Ω;

學生電源E,電動勢6 V,內(nèi)阻不計;

開關(guān)S及導線若干。

1)甲同學設(shè)計了如圖1所示的電路來進行測量,當通過L的電流為0.46 A時,電壓表的示數(shù)如圖2所示,此時L的電阻為______ Ω。

2)乙同學又設(shè)計了如圖3所示的電路來進行測量,電壓表指針指在最大刻度時,加在L上的電壓值是______ V。

3)小組認為要想更準確地描繪出L完整的伏安特性曲線,需要重新設(shè)計電路。請你在乙同學的基礎(chǔ)上利用所提供器材,在圖4所示的虛線框內(nèi)補畫出實驗電路圖,并在圖上標明所選器材代號。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,線圈abcd的面積是0.05 m2,共100匝,線圈電阻為1 Ω,外接電阻R9 Ω,勻強磁場的磁感應強度為B T,當線圈以600 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時,求:

(1)若從線圈處于中性面開始計時,寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式;

(2)線圈轉(zhuǎn)過 s時電動勢的瞬時值多大?

(3)電路中,電壓表和電流表的示數(shù)各是多少?

(4)從中性面開始計時,經(jīng)s通過電阻R的電荷量為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量分別為M1=0.49kgM2=0.5kg的木塊靜置在光滑水平地面上,兩木塊間夾有一輕質(zhì)彈簧,一粒質(zhì)量m=0.01kg的彈丸以v0=150m/s的速度打入木塊M1并停留在其中(打擊時間極短),求:

①當彈丸在木塊M1中相對靜止的瞬間木塊M1的速度v1

②當M2的速度v=1m/s時彈簧的彈性勢能Ep

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