【題目】在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,一同學(xué)進(jìn)行如下操作:
A.將打點計時器水平固定在鐵架臺上
B.將長約0.5 m的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點計時器,用手提著紙帶,使重物靜止在靠近打點計時器的地方
C.先松開紙帶,再接通電源,讓重物自由下落,計時器就在紙帶上打下一系列的點
D.換幾條紙帶,重復(fù)上面的實驗
E.在打出的紙帶中挑選第一、第二兩點間距接近2 mm,且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量,先記下O點(第一個點)的位置,再從后面較清晰的任意點開始依次再取四個計數(shù)點A、B、C、D,求出相應(yīng)位置對應(yīng)的速度及其下落的高度
F.將測量數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入自己設(shè)計的表格中
G.根據(jù)以上測得數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的動能和重力勢能,驗證機(jī)械能守恒定律
(1)以上操作有錯誤的是_____。(填序號)
(2)選出一條紙帶如圖所示,其中O點為起點,A、B、C為三個計數(shù)點,打點計時器接周期為0.02 s的交流電源,用最小刻度為mm的刻度尺,測得 OA=11.13 cm,OB=17.69 cm,OC=25.9 cm。這三個數(shù)值中不符合有效數(shù)字要求的是___,應(yīng)寫成___cm。在計數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點,重物的質(zhì)量為m=0.15 kg,根據(jù)以上數(shù)據(jù),求當(dāng)打點針打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了___ J,這時它的動能是___J。(g取10 m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)實驗中往往出現(xiàn)重物重力勢能的減少量大于動能的增加量,其主要原因是______。
【答案】(1)AC (2)25.9 cm 25.90 0.265 0.257 (3)空氣阻力的作用,紙帶與打點計時器間有摩擦
【解析】
(1)將打點計時器豎直固定在鐵架臺上,A錯;先接通電源,再松開紙帶,讓重物自由下落,計時器就在紙帶上打下一系列的點,C錯;
(2)該刻度尺的最小刻度為mm,所以要估讀到厘米的百分位上,不符合有效數(shù)字要求的是25.9cm,應(yīng)讀成25.90cm,根據(jù)B點的速度判斷動能增量,所以重力勢能減小量為 B點為AC的中間時刻,所以B點速度等于AC的平均速度,動能為
(3)由能量守恒可知重力勢能的減少量大于動能的增加量,其主要原因是空氣阻力的作用、紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦等
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【題目】2018中秋節(jié),在丹陽天地石刻園舉行的雜技表演中,一男一女兩位演員利用掛于同一懸點的兩根輕繩在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,男演員的體重大于女演員。不計空氣阻力,則
A. 女演員運動的周期大
B. 男、女演員運動的周期相等
C. 男演員對繩索的拉力大
D. 男、女演員對繩索的拉力可能相等
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【題目】某興趣小組利用自由落體運動來驗證機(jī)械能守恒定律.下圖是實驗中打出的某條點跡清晰的紙帶.已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g取9.80 m/s2,重物的質(zhì)量為1.00kg.重物運動到B點的動能是________J,重物運動到E點的動能是________J,重物由B點運動到E點的過程中,重物的重力勢能減少了 ________J .(均保留3位有效數(shù)字) 由此,我們的實驗結(jié)論是:在誤差允許的范圍內(nèi),重力勢能的減少量________動能的增加量.(選填“<”或“>”或“=”)
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【題目】法拉第研制成的世界上第一臺發(fā)電機(jī)模型的原理圖如圖所示.將銅盤放在磁場中,讓磁感線垂直穿過銅盤,a、b為導(dǎo)線,逆時針轉(zhuǎn)動銅盤,就可以使燈泡亮起的,則下列說法正確的是( )
A. 回路中電流大小恒定
B. 回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a流向旋轉(zhuǎn)的銅盤
C. 回路中有大小和方向作周期性變化的電流
D. 若垂直穿過銅盤的磁場的磁感應(yīng)強度按正弦規(guī)律變化,不轉(zhuǎn)動銅盤,燈泡中也會有電流
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【題目】功能關(guān)系貫穿整個高中物理。
(1)如圖所示,質(zhì)量為m的物體,在恒定外力F作用下沿直線運動,速度由v0變化到v時,發(fā)生的位移為x。試從牛頓第二定律及運動學(xué)公式推導(dǎo)出動能定理。上述推導(dǎo)的結(jié)果對于物體受變力作用、或者做曲線運動時是否成立?說明理由。
(2)如圖所示,固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L,右端接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連,放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的初速度v0,在沿導(dǎo)軌運動的過程中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。導(dǎo)體棒速度第一次為零時,彈簧的彈性勢能為Ep,則在這一過程中:
①直接寫出彈簧彈力做功W彈與彈性勢能變化Ep的關(guān)系,進(jìn)而求W彈;
②用動能定理求安培力所做的功W安。
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【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T,邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Ω,在外力的作用下,繞垂直于磁感線的對稱軸OO`勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω=2π rad/s,電阻R=4Ω。求:
(1)寫出流過電阻R的電流的瞬時值表達(dá)式;
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過7.25秒時,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的值;
(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過300角的過程中,通過電阻R的電量;
(4)電壓表的示數(shù);
(5)線圈轉(zhuǎn)動一周過程中,外力做的功。
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【題目】如圖所示,用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M,長桿的一端放在地上通過鉸鏈聯(lián)結(jié)形成轉(zhuǎn)軸,其端點恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點處,在桿的中點C處拴一細(xì)繩,繞過兩個滑輪后掛上重物M.C點與O點距離為l.現(xiàn)在桿的另一端用力.使其逆時針勻速轉(zhuǎn)動,由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了90°角),此過程中下述說法中正確的是( )
A. 重物M做勻速直線運動
B. 重物M做勻變速直線運動
C. 重物M的最大速度是ωl
D. 重物M的速度先減小后增大
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【題目】某實驗小組為了驗證“合力做功與動能變化的關(guān)系”"他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置。
(1)實驗時首先要做的是______;實驗中_________(填“需要”或“不需要”)滿足砂和小砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。
(2)讓小砂桶帶動滑塊做加速運動,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和打這兩點時滑塊的速度大小與(<)。細(xì)線的拉力F由安裝在滑塊上的力傳感器測出,為了驗證合力做功與動能變化的關(guān)系,還需測量的物理量為__________,則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為______________(用題中的字母和測量的物理量字母表示)。
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【題目】如圖所示,間距為L的倒U型金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計。垂直導(dǎo)軌平面分布著100個場強為B的條形勻強磁場,磁場區(qū)域的寬度為a,相鄰磁場距離為b。一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒放置在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌始終良好接觸,金屬棒從距離第一磁場區(qū)域上端2a位置靜止釋放。(設(shè)重力加速度為g)
(1)求剛進(jìn)入第1磁場區(qū)域時的安培力大小和方向
(2)金屬棒穿過各段磁場時,發(fā)現(xiàn)通過回路的電流隨時間以固定周期做周期性變化,求金屬棒穿出第100個磁場區(qū)域時的速度及整個過程金屬棒產(chǎn)生的熱量。
(3)若滿足第(2)問的情況,求金屬棒穿過每個磁場區(qū)域的時間;并畫出通過回路的電流i隨時間t的變化的圖象(定性即可,不需要標(biāo)出具體坐標(biāo)值)。
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