【題目】如圖所示,將打點計時器固定在鐵架臺上,使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以驗證機械能守恒定律.
(1)所需器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶火子的重物,此外還需______(填字母代號) 中的器材;
A.直流電源、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺
C.交流電源、天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺
(2)若實驗中所用重物的質(zhì)量m=1kg,打點的時間間隔為T=0.02s,取g=9.80m/s,按實驗要求正確地選出紙帶進行測量,是得連續(xù)三點A、B、C到O的距離分別為s1=15.55cm,s2=19.20cm,s3=23.23cm如圖所示。那么: 記錄B點時,重物的動能__________J;從重物開始下落至B點,重物的重力勢能減少量是__________J。(保留三位有效數(shù)字) 由此可得出結(jié)論: 在誤差允許的范圍內(nèi),機械能守恒。
(3)實驗小組在實驗中發(fā)現(xiàn):更錘減小的重力勢能總是大于更錘增加的動能。其原因主要是該實驗中存在阻力作用。因此該組同學想到可以通過該實驗測算平均用力的大小如該實驗中存在的平均阻力大小
=_________N(保留一位有效數(shù)字)。
【答案】 D; 1.84; 1.88; 0.2N
【解析】(1)根據(jù)實驗要求,除打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物外,還需刻度尺與交流電源,刻度尺來測量點與點間距,而打點計時器需要使用交流電源;故選D.
(2)根據(jù)紙帶上從A到C,間距越來越大,則可知,紙帶左端與重物相連;重力勢能減小量為:△Ep=mgh=1×9.8×0.1920 J=1.88J.
利用勻變速直線運動的推論
△Ek=EkB=mvB2=×1×(1.92)2=1.84 J.
(3)利用加速度公式,求得加速度為: ;
由牛頓第二定律得mg-f=ma,求得:f=m(g-a)=1×(9.8-9.5)=0.3N
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【題目】如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.C為兩極板水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)S,當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點位置時,懸在電容器C兩極板間的帶點塵埃P恰好處于靜止狀態(tài),要使塵埃P向下加速運動,下列方法中可行的是( )
A. 把R1的滑片向左移動 B. 把R2的滑片向左移動
C. 把R2的滑片向右移動 D. 把開關(guān)S斷開
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【題目】如圖所示,在水平轉(zhuǎn)臺上放一個質(zhì)量M=2 kg的木塊,它與轉(zhuǎn)臺間最大靜摩擦力fmax=6.0 N,繩的一端系掛木塊,穿過轉(zhuǎn)臺的中心孔O(孔光滑),另一端懸掛一個質(zhì)量m=1.0 kg的物體,當轉(zhuǎn)臺以角速度ω=5 rad/s勻速轉(zhuǎn)動時,木塊相對轉(zhuǎn)臺靜止,則木塊到O點的距離可以是(g取10 m/s2,M、m均視為質(zhì)點)
A. 0.04 m B. 0.08 m C. 0.16 m D. 0.32 m
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【題目】飛船B與空間站A交會對接前繞地球做勻速圓周運動的位置如圖所示,虛線為各自的軌道,則( )
A. A的周期大于B的周期
B. A的加速度大于B的加速度
C. A的運行速度大于B的運行速度
D. A、B的運行速度小于第一宇宙速度
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【題目】在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示.電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed,點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra,φa)標出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項正確的是( )
A. Ea:Eb=4:1 B. Ec:Ed=2:1 C. Wab:Wbc=3:1 D. Wbc:Wcd=1:3
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【題目】如圖所示,兩塊相同平板P1、P2置于光滑水平面上,質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧,左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端,質(zhì)量為2m且可以看作質(zhì)點。P1與P以共同速度向右運動,與靜止的P2發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,碰撞后P1與P2粘連在一起,P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P與P2之間的動摩擦因數(shù)為,求:
(1)P1、P2剛碰完時的共同速度和P的最終速度;
(2)此過程中彈簧最大壓縮量和相應(yīng)的彈性勢能Ep。
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【題目】如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.3m.導(dǎo)軌電阻忽略不計,其間連接有固定電阻R=0.4Ω.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.2Ω的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向豎直向下.利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開始運動做勻加速直線運動,電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,獲得電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.
(1)求金屬桿的瞬時速度隨時間變化的表達式;
(2)求第2s末外力F的大。
(3)如果水平外力從靜止起拉動桿2s所做的功為1.2J,求整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少.
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【題目】實習老師在講電容的過程中做了一個演示電容變化的實驗.如圖所示的電路AB是兩塊平行金屬板,P是金屬板間的一個點.開關(guān)S閉合,B板不動,老師將A板移動到圖中虛線所示的位置.如果用U1表示兩金屬板間的電勢差,用U2表示P點與B板間的電勢差.則以下說法中不正確的是( )
A. U1減小,U2減小 B. U1減小,U2不變
C. U1減小,U2增大 D. U1不變,U2不變
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【題目】如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過圓心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,以經(jīng)過O水平向右的方向作為x軸的正方向.在圓心O正上方距盤面高為h處有一個正在間斷滴水的容器,在t=0時刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運動,速度大小為v.己知容器在t=0時滴下第一滴水,以后每當前一滴水剛好落到盤面上時再滴一滴水,問:
(1)每一滴水經(jīng)多長時間滴落到盤面上?
(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于一條直線上,圓盤轉(zhuǎn)動的最小角速度ω.
(3)第二滴水與第三滴水在盤面上的落點間的最大距離s.
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