【題目】某同學利用圖示裝置來研究彈簧彈力與形變的關系。 設計的實驗如下:A、B是質(zhì)量均為m0的小物塊,A、B間由輕彈簧相連,A的上面通過輕繩繞過兩個定滑輪與一個輕質(zhì)掛鉤相連。掛鉤上可以掛上不同質(zhì)量的物體C。物塊B下放置一壓力傳感器。物體C右邊有一個豎直的直尺,可以測出掛鉤的下移的距離。整個實驗中彈簧均處于彈性限度內(nèi),重力加速度g=9.8m/s2。實驗操作如下:
(1)不懸掛物塊C,讓系統(tǒng)保持靜止,確定掛鉤的位置O,并讀出壓力傳感器的示數(shù)F0;
(2)每次掛上不同質(zhì)量的物塊C,用手托出,緩慢釋放。測出系統(tǒng)穩(wěn)定時掛鉤相對O點下移的距離xi,并讀出相應的壓力傳感器的示數(shù)Fi;
(3)以壓力傳感器示數(shù)為縱軸,掛鉤下移距離為橫軸,根據(jù)每次測量的數(shù)據(jù),描點作出F-x圖像如圖所示。
①由圖像可知,在實驗誤差范圍內(nèi),可以認為彈簧彈力與彈簧形變量成 (填“正比”“反比”“不確定關系”);
②由圖像可知:彈簧勁度系數(shù)k= N/m;
③如果掛上物塊C的質(zhì)量mc=3m0,并由靜止釋放。當壓力傳感器的示數(shù)為零時,物塊C的速度v0= m/s。
【答案】①正比;②98;③1.4
【解析】
試題分析:①對B分析,根據(jù)平衡有:F彈+mg=F,可知F與彈簧彈力成線性關系,又F與x成線性關系,可知彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比.
②由題意可知,F(xiàn)-x圖線斜率的絕對值表示彈簧的勁度系數(shù),則.
③未掛物塊C時,彈簧處于壓縮,彈力等于m0g,當壓力傳感器示數(shù)為零時,可知彈簧處于伸長,彈力為m0g,可知彈簧的壓縮量和伸長量相等,則彈簧的彈性勢能不變,根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒知,(mcm0)gh=(mc+m0)v2,因為h=0.2m,mc=3m0,代入數(shù)據(jù)解得v0=1.4m/s.
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【題目】(8分)某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系.將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上,緩慢向小桶中加入細砂,直到小車剛開始運動為止,記下傳感器的最大示數(shù)F0,以此表示小車所受摩擦力的大。賹⑿≤嚪呕卦幉醋,繼續(xù)向小桶中加入細砂,記下傳感器的示數(shù)F1.
(1)接通頻率為50Hz的交流電源,釋放小車,打出如圖乙所示的紙帶.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離,則小車加速度a= m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,記下小車加速運動時傳感器的示數(shù)F2,獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車加速度a與合力F(F=F2﹣F0)的關系圖象,不計紙帶與計時器間的摩擦,下列圖象中正確的是 .
(3)同一次實驗中,小車加速運動時傳感器示數(shù)F2與小車釋放前傳感器示數(shù)F1的關系是F2 F1(選填“<”、“=”或“>”).
(4)關于該實驗,下列說法中正確的是 .
A.小車和傳感器的總質(zhì)量應遠大于小桶和砂的總質(zhì)量 |
B.實驗中需要將長木板右端墊高 |
C.實驗中需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量 |
D.用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù) |
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【題目】如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電荷、B板帶負電荷.兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距為L的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對著B板上的小孔,兩板間的電場強度可認為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計.現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計),問:
(1)微粒穿過B板小孔時的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運動而不碰板,C、D板間的電場強度大小應滿足什么條件?
(3)從釋放微粒開始,經(jīng)過多長時間微粒通過半圓形金屬板間的最低點P點?
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【題目】地球同步衛(wèi)星離地心的高度約為地球半徑的7倍,某行星的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍,若該行星的平均密度為地球平均密度的一半,則該行星的自轉周期約為( )
A.6小時
B.12小時
C.24小時
D.36小時
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【題目】如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上,已知APB部分的半徑R=1.0m , BC段長L=1.5m . 彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)以v0=5m/s的水平初速度從A點彈入軌道,小球從C點離開軌道隨即水平拋出,落地點D離開C的水平距離s=2.5m , 不計空氣阻力,g取10m/s2 . 求
(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度ω和加速度a的大小;
(2)小球從A點運動到C點的時間t;
(3)求小球落地時的速度?
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【題目】在探究“加速度與物體受力的關系”實驗中,我們首先保持砝碼質(zhì)量不變研究小車質(zhì)量和加速度的關系,再保持小車質(zhì)量不變研究砝碼和加速度的關系最終得到 F = ma ,從科學研究的方法來說,這屬于( )
A.等效替代B.控制變量
C.科學假說D.數(shù)學歸納
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【題目】關于重心的說法,正確的是( )
A.重心就是物體內(nèi)最重的一點
B.重心必分布在物體上
C.把一物抬到高處,其重心在空間的位置也升高了
D.背躍式跳高運動員,在躍過橫桿時,其重心在身體之上
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【題目】如圖所示,勻強電場場強方向豎直向下,在此電場中有 a,b,c,d 四個帶電粒子(不計粒子間的相互作用),各以水平向左、水平向右、豎直向上和豎直向下的速度做勻速直線運動,則下列說法錯誤的是( )
A. c,d帶異種電荷
B. a,b帶同種電荷且電勢能均不變
C. d的電勢能減小,重力勢能也減小
D. c的電勢能減小,機械能增加
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【題目】如圖所示,EF與GH間為一無場區(qū).無場區(qū)左側A、B為相距為d、板長為L的水平放置的平行金屬板,兩板上加某一電壓從而在板間形成一勻強電場,其中A為正極板.無場區(qū)右側為一點電荷Q形成的電場,點電荷的位置O為圓弧形細圓管CD的圓心,圓弧半徑為R,圓心角為120°,O、C在兩板間的中心線上,D位于GH上.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0沿兩板間的中心線射入勻強電場,粒子出勻強電場經(jīng)無場區(qū)后恰能進入細圓管,并做與管壁無相互擠壓的勻速圓周運動.(不計粒子的重力、管的粗細)
求:(1)O處點電荷Q的電性和電荷量;
(2)兩金屬板間所加的電壓.
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