【題目】利用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置探究重錘下落過程中重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化問題.

①圖2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn).分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與 O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3….已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重錘質(zhì)量為m,重力加速度為g,可得重錘下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
②取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能為零,計(jì)算出該重錘下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep . 建立坐標(biāo)系,橫軸表示h,縱軸表示Ek和Ep , 根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖3中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對(duì)值k1=2.94J/m,請(qǐng)計(jì)算圖線Ⅱ的斜率k2=J/m(保留3位有效數(shù)字).重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為(用k1和k2表示).

【答案】;2.80;
【解析】解:(1)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,

那么B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB= ,
(2)取打下O點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能為零,因?yàn)槌跷恢玫膭?dòng)能為零,則機(jī)械能為零,每個(gè)位置對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能和動(dòng)能互為相反數(shù),即重力勢(shì)能的絕對(duì)值與動(dòng)能相等,而圖線的斜率不同,原因是重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功.

根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算計(jì)算圖線Ⅱ的斜率k2=2.80 J/m.

根據(jù)動(dòng)能定理得,mgh﹣fh= mv2,則mg﹣f= ,

圖線斜率k1= =mg,

圖線斜率k2= = ,

知k1﹣f=k2,則阻力f=k1﹣k2

所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為

故答案為:(1) ;(2)2.80,

(1)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,帶入求B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,
(2)打下O點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能為零,因?yàn)槌跷恢玫膭?dòng)能為零,則機(jī)械能為零,每個(gè)位置對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能和動(dòng)能互為相反數(shù),即重力勢(shì)能的絕對(duì)值與動(dòng)能相等,而圖線的斜率不同,原因是重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功.據(jù)動(dòng)能定理結(jié)合圖中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算計(jì)算圖線Ⅱ的斜率,求重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】均勻?qū)Ь制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,總質(zhì)量為m.將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處,如圖所示.線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí):求:

(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小;
(2)求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大;
(3)若此時(shí)線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件.

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【題目】一物體自t=0時(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng),06s內(nèi)其v﹣t圖象如圖所示.求:

(1)分別描述物體在02秒,24秒,最后1秒的運(yùn)動(dòng)情況;

(2)0~2秒內(nèi)的加速度;

(3)在06s內(nèi),物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)距離;

(4)在06s內(nèi),物體經(jīng)過的路程.

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【題目】動(dòng)能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行,他們的速度大小之比vA:vB=2:1,則動(dòng)量大小之比pA:pB=;兩者碰后粘在一起運(yùn)動(dòng),總動(dòng)量與A原來動(dòng)量大小之比為p:pA=

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【題目】在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn),如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2 . 那么:

(1)紙帶的端(選填“左”或“右”)與重物相連;
(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)和點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;
(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn),重物重力勢(shì)能減少量△Ep= J,該所取點(diǎn)的速度大小為m/s;(結(jié)果取3位有效數(shù)字).

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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切,小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn).現(xiàn)將A無初速度釋放,A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體,并沿桌面滑動(dòng).已知圓弧軌道光滑,半徑R=0.2m;A和B的質(zhì)量相等;A和B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.取重力加速度g=10m/s2 . 求:

(1)碰撞前瞬間A的速率v;
(2)碰撞后瞬間A和B整體的速率v′;
(3)A和B整體在桌面上滑動(dòng)的距離L.

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為4.0kg的物體在與水平方向成角、大小為20N的拉力F作用下,沿水平面由靜止開始運(yùn)動(dòng),物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.20;取, ;求:

1)物體的加速度大;

2)經(jīng)過2s撤去F,再經(jīng)3s時(shí)物體的速度為多大?

3)物體在5s內(nèi)的位移是多少?

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【題目】如圖所示,由導(dǎo)線制成的正方形線框邊長(zhǎng)L,每條邊的電阻均為R,其中ab邊材料較粗且電阻率較大,其質(zhì)量為m,其余各邊的質(zhì)量均可忽略不計(jì).線框可繞與cd邊重合的水平軸OO′自由轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力及摩擦.若線框始終處在方向豎直向下.磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框從水平位置由靜止釋放,歷時(shí)t到達(dá)豎直位置,此時(shí)ab邊的速度為v,重力加速度為g.則以下說法正確的有( )

A.線框在豎直位置時(shí),ab邊兩端的電壓Uab=BLv
B.線框在豎直位置時(shí),ab邊所受安培力的大小F=BIL=
C.這一過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=2
D.在這一過程中,通過線框?qū)Ь橫截面的電荷量q=

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【題目】NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( )
A.在同溫同壓時(shí),相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)目相同
B.2 g氫氣所含原子數(shù)目為NA
C.在常溫常壓下,11.2 L氮?dú)馑脑訑?shù)目為NA
D.17 g氨氣所含質(zhì)子數(shù)目為10NA

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