9.為了探究“合外力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
第一步:如圖甲所示,把木板一端墊起,滑塊通過跨過定滑輪的輕繩與一質(zhì)量為m的重錘相連,重錘下連一紙帶,紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng).
第二步:如圖乙所示,保持木板傾角不變,取下細(xì)繩和重錘,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近定滑輪處,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,
第三步:接通電源釋放滑塊,使之從靜止開始加速運(yùn)動(dòng),打出的紙帶如圖丙所示.其中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)0時(shí),滑塊的速度為零,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T.

(1)根據(jù)紙帶求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vE=$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$,
(2)合外力在OE段對(duì)滑塊做功的表達(dá)式WOE=mgx5;(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭)
(3)利用圖丙數(shù)據(jù)求出各段合外力對(duì)滑塊所做的功形及A、B、C、D、E各點(diǎn)的瞬間速度v,以v2為縱軸,以W為橫軸建坐標(biāo)系,作出v2-W圖象,發(fā)現(xiàn)它是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,測(cè)得直線斜率為k,則滑塊質(zhì)量M=$\frac{2}{k}$.

分析 (1)用平均速度代替瞬時(shí)速度去求解AB點(diǎn)的速度;
(2)合外力為重物的重力,要求出外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過程滑塊的位移x,根據(jù)W=Fx即可求解;
(3)根據(jù)做功公式求出W與v2的關(guān)系式即可求解.

解答 解:(1)用平均速度代替瞬時(shí)速度得:VE=$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$;
(2)合外力為重物的重力,要求出外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過程滑塊的位移x5,則W=Fx=mgx5
(3)合外力做的功為:W=Fx=Mg•$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$Mv2,所以v2=$\frac{2}{M}$W,已知直線斜率為k,所以M=$\frac{2}{k}$;
故答案為:(1)$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$;(2)mgx5;(3)$\frac{2}{k}$;.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中求瞬時(shí)速度的方法,能根據(jù)做功公式求出W與v2的關(guān)系式,根據(jù)圖象的斜率求解質(zhì)量,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

19.如圖所示,K是粒子發(fā)生器,D1、D2、D3是三塊擋板,通過傳感器可控制它們定時(shí)開啟和關(guān)閉,D1、D2的間距為L(zhǎng),D2、D3的間距為$\frac{L}{2}$.在以O(shè)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系Oxy中有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),y軸和直線MN是它的左、右邊界,且MN平行于y軸.現(xiàn)開啟擋板D1、D3,粒子發(fā)生器僅在t=0時(shí)刻沿x軸正方向發(fā)射各種速率的粒子,D2僅在t=nT(n=0,1,2…,T為周期)時(shí)刻開啟,在t=5T時(shí)刻,再關(guān)閉擋板D3,使粒子無法進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域.已知擋板的厚度不計(jì),粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q(q大于0),不計(jì)粒子的重力,不計(jì)粒子間的相互作用,整個(gè)裝置都放在真空中.
(1)求能夠進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子的速度大小;
(2)已知從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)中速度最小的粒子經(jīng)過坐標(biāo)為(0,2)的P點(diǎn),應(yīng)將磁場(chǎng)邊界MN在Oxy平面內(nèi)如何平移,才能使從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)中速度最大的粒子經(jīng)過坐標(biāo)為($3\sqrt{3}$,6 )的Q點(diǎn)?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖所示為真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng),a、b分別是其電場(chǎng)中的兩點(diǎn),其中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ea=E0,b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Eb=3E0,且Ea、Eb間的夾角大于90°,方向如圖所示.一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場(chǎng)中由a運(yùn)動(dòng)到b,則( 。
A.a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra:rb=3:1
B.a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra:rb=$\sqrt{3}$:1
C.a、b兩點(diǎn)處的電勢(shì)的大小關(guān)系為φa>φb
D.在把檢驗(yàn)電荷q沿直線從a移到b的過程中,電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系,他們將寬度為d的擋光片固定在小車上,用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連,在水平桌面上相距為s 的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門,記錄小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間,小車中可以放置砝碼.

(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
①如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d=5.50mm.
②實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做目的是AC
A.為了平衡小車所受到的摩擦力
B.為了增大小車下滑的加速度
C.可使得細(xì)線拉力對(duì)小車做的功等于合力對(duì)小車做的功
D.為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑
③將小車停在C點(diǎn),在砝碼盤中放上砝碼,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M,砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m,小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為t1、t2,則小車通過A、B過程中動(dòng)能的變化量△E=$\frac{1}{2}$M[($\frac6q9rsvh{{t}_{2}}$)2-($\fracbvyvwo4{{t}_{1}}$)2](用字母M、t1、t2、d表示).
④在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼,重復(fù)③的操作.
(2)若在本實(shí)驗(yàn)中木板保持水平而沒有平衡摩擦力,假設(shè)小車與水平長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.利用上面的實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn),保證小車質(zhì)量不變,改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量(取繩子拉力近似等于砝碼盤及盤中砝碼的總重力),測(cè)得多組m、t1、t2的數(shù)據(jù),并得到m與($\frac{1}{{t}_{2}}$)2-($\frac{1}{{t}_{1}}$)2的關(guān)系圖象如圖丙所示.已知圖象在縱軸上的截距為b,直線PQ的斜率為k,則μ=$\frac{bg4ykwcy^{2}}{2gks}$(用字母b、d、s、k、g表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

4.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住,如圖所示.設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦,重力加速度取g=10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a=2m/s2上升時(shí),試求:
(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力;
(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.在反恐演習(xí)中,中國(guó)特種兵進(jìn)行了飛行跳傘表演,傘兵從靜止的直升機(jī)跳下且豎直下落,在t0時(shí)刻打開降落傘,在3t0時(shí)刻以v2速度著地,傘兵運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖所示下列結(jié)論中正確的是( 。
A.在0~t0時(shí)間內(nèi)加速度一直增大
B.在t0~3t0之間加速度一直減小
C.在t0~3t0時(shí)間內(nèi)平均速度$\overline{v}$<$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$
D.若第一個(gè)傘兵在空中打開降落傘時(shí)第二個(gè)傘兵立即跳下則他們?cè)诳罩械木嚯x先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖甲所示為某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,A、B為電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一電子以某一速度沿電場(chǎng)線由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,其速度-時(shí)間圖象如圖乙所示,則下列敘述正確的是( 。
A.電場(chǎng)線方向由B指向AB.場(chǎng)強(qiáng)大小EA>EB
C.Q可能為負(fù)電荷,也可能為正電荷D.Q在A的左側(cè)且為負(fù)電荷

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.量程為1A的電流表,本身的電阻為0.1Ω,要把它改裝成6A的電流表,需要并聯(lián)一個(gè)阻值為0.02Ω的定值電阻.如果用改裝后的電流表測(cè)量某電路中的電流,原表盤上的示數(shù)為0.6A,則此電路的實(shí)際電流為3.6A.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一個(gè)圓,BD是其豎直直徑,AC是其另一條直徑,該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向平行于圓周所在平面.帶等量負(fù)電荷的相同小球從圓心O以相同的初動(dòng)能沿不同方向射出,小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),其中通過圓周上A點(diǎn)的小球動(dòng)能最小,忽略空氣阻力,下列說法中正確的是( 。
A.電場(chǎng)方向沿OA方向
B.小球經(jīng)過圓周上的不同點(diǎn)時(shí),過B點(diǎn)的小球的動(dòng)能和電勢(shì)能之和最小
C.小球經(jīng)過圓周上的不同點(diǎn)時(shí),過C點(diǎn)的小球的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最小
D.小球經(jīng)過圓周上的不同點(diǎn)時(shí),機(jī)械能最小的小球應(yīng)經(jīng)過圓弧CND上的某一點(diǎn)

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同步練習(xí)冊(cè)答案