【題目】某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示.在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出高電壓,兩光電傳感器采集數據后與計算機相連.滑塊在細線的牽引下向左加速運動,遮光條經過光電傳感器A、B時,通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象.
(1)實驗前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上,輕推滑塊,當圖乙中的△t1 _______△t2(選填“>”、“=”或“<”)時,說明氣墊導軌已經水平.
(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d,測量結果如圖丙所示,則d=____mm.
(3)滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖14甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖14乙所示,若△t1、△t2和d已知,要驗證滑塊和砝碼組成的系統機械能是否守恒,還應測出__和__(寫出物理量的名稱及符號).
(4)若上述物理量間滿足關系式_____,則表明在上述過程中,滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒.
【答案】(1)= (2)8.475 (3)滑塊質量M; 兩光電門間距離L. (4)
【解析】
(1)如果遮光條通過光電門的時間相等,即△t1 =△t2,說明遮光條做勻速運動,即說明氣墊導軌已經水平.
(2)螺旋測微器的固定刻度讀數為8mm,可動刻度讀數為0.01×47.5mm=0.475mm,所以最終讀數為:8mm+0.475mm=8.475mm.
(3、4)要驗證滑塊和砝碼組成的系統機械能是否守恒,就應該去求出動能的增加量和重力勢能的減小量,光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法.由于光電門的寬度很小,所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度.,
滑塊和砝碼組成的系統動能的增加量 .
滑塊和砝碼組成的系統動能的重力勢能的減小量△Ep=mgL
所以還應測出滑塊質量M,兩光電門間距離L.
如果系統動能的增加量等于系統重力勢能的減小量,那么滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒.
即:
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【題目】如圖所示,左圖為大型游樂設施跳樓機,右圖為其結構簡圖。跳樓機由靜止從a自由下落到b,再從b開始以恒力制動豎直下落到c停下。已知跳樓機和游客的總質量為m,ab高度差為2h,bc高度差為h,重力加速度為g。則
A. 從a到b與從b到c的運動時間之比為2:1
B. 從a到b,跳樓機座椅對游客的作用力與游客的重力大小相等
C. 從a到b,跳樓機和游客總重力的沖量大小為
D. 從b到c,跳樓機受到制動力的大小等于2mg
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【題目】某同學用如圖甲的實驗裝置探究“恒力做功與動能變化的關系”。他將細繩一端固定在小車上,另一端繞過定滑輪與力傳感器、重物相連。實驗中,小車在細繩拉力的作用下從靜 止開始加速運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況,力傳感器記錄細繩對小車的拉 力大小。
(1)下列措施中不.必.要.的一項是_____
A.使細繩與長木板平行
B.實驗前調節(jié)長木板的傾角以平衡摩擦力
C.使小車質量遠大于重物和力傳感器的總質量
(2)某次實驗中,小車的質量為 M,力傳感器的示數為 F,打出的紙帶如圖乙。將打 下的第一個點標為 O,在紙帶上依次取 A、B、C 三個計數點。已知相鄰計數點間的時間間 隔為 T,測得 A、B、C 三點到 O 點的距離分別為 x1、x2、x3。則從打 O 點到打 B 點的過程中,拉力對小車做的功 W=______________小車動能的增加量△Ek=________(用 M、F、T、x1、x2、x3 表示)
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【題目】如圖,n+1 個質量均為 m 的小木塊靜止在光滑水平地面上,F對最左側的木塊 1 施加一 大小為 F、方向水平向右的恒力,使木塊 1 開始向右運動,并依次引起一系列的碰撞。木塊1 從開始運動到與木塊 2 發(fā)生碰撞、木塊 2 從開始運動到與木塊 3 發(fā)生碰撞、木塊 3 從開始 運動到與木塊 4 發(fā)生碰撞、……、木塊 n 從開始運動到與木塊 n+1 發(fā)生碰撞的時間間隔依 次為t、2t、3t、……、nt。所有碰撞均為完全非彈性碰撞,碰撞時間忽略不計,求:
(1)開始時木塊 1 和木塊 2 之間的距離;
(2)開始時木塊 n 和木塊 n+1 之間的距離;
(3)整個過程中因碰撞而損失的機械能?赡軙玫降臄祵W公式:
1 + 2 + 3 + …… + n =,12 + 22 + 32 + + n2 =
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【題目】如圖所示,光滑絕緣體桿豎直放置,它與以正點電荷為圓心的某一圓交于B、C兩點,質量為,帶電荷量為的有孔小球從桿上的A點無初速度下滑,已知遠小于,,小球滑到B點時速度大小為,則
(1)小球滑到C點速度大小為多少?
(2)若取A點電勢為零,求B點電勢
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【題目】如圖所示,有質量為2m、m的小滑塊P、Q,P套在固定豎直桿上,Q放在水平地面上。P、Q間通過餃鏈用長為L的剛性輕桿連接,一輕彈簧左端與Q相連,右端固定在豎直桿上,彈簧水平,α=30°時,彈簧處于原長。當α=30°時,P由靜止釋放,下降到最低點時α變?yōu)?/span>60°,整個運動過程中,P、Q始終在同一豎直平面內,彈簧在彈性限度內,忽略一切摩擦,重力加速度為g。則P下降過程中
A. P、Q組成的系統機械能守恒
B. 當α=45°時,P、Q的速度相同
C. 彈簧彈性勢能最大值為(-1)mgL
D. P下降過程中動能達到最大前,Q受到地面的支持力小于3mg
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【題目】太陽周圍除了八大行星,還有許多的小行星,在火星軌道與木星軌道之間有一個小行星帶,假設此小行星帶中的行星只受太陽引力作用,并繞太陽做勻速圓周運動,則
A. 小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動周期相同
B. 小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動加速度大于火星做圓周運動的加速度
C. 小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動周期大于木星公轉周期
D. 小行星帶中某兩顆行星線速度大小不同,受到太陽引力可能相同
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【題目】如圖所示直線A為某電源的U﹣I圖線,曲線B為某小燈泡L1的U﹣I圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1串聯起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光,則下列說法中正確的是( 。
A. 此電源的內電阻為0.67Ω
B. 燈泡L1的額定電壓為3V,額定功率為6W
C. 把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻,電源的輸出功率將變小,效率將變低
D. 由于小燈泡L1的U﹣I 圖線是一條曲線,所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用
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【題目】如圖所示,在坐標系xOy的第一象限內有方向豎直向上的勻強電場,第二象限內有磁感應強度大小為B(未知)、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,一帶電荷量為q、質量為m的帶負電的粒子,從x軸上的P點(一L,0),沿與x軸負方向成37°角的方向向上射出射出時的初速度大小為υ0,經磁場偏轉后,垂直通過y軸,粒子經電場偏轉后通過x軸時,速度方向與x軸的正方向剛好成37°角(sin37°=0.6,cos37°=0.8),不計粒子的重力,求:
(1)磁感應強度B的大小及粒子第一次通過y軸的位置;
(2)電場強度E。
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