2.現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”:一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上,光電門甲的位置可移動(dòng).不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定在帶有遮光片(寬度為d)的滑塊上,另一端通過光滑定滑輪與重物相連,細(xì)線與斜面平行(通過滑輪調(diào)節(jié)).當(dāng)滑塊沿斜面下滑時(shí),與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示遮光片擋光的時(shí)間t,從而可測(cè)出滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v.改變光電門甲的位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),比較外力所做的功W與系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek的關(guān)系,即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饕獙?shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)調(diào)節(jié)斜面的傾角θ,用以平衡滑塊的摩擦力.將帶有遮光片的滑塊置于斜面上,輕推滑塊,使之運(yùn)動(dòng).可以通過遮光片經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動(dòng);
(2)按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材.將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放,滑塊通過光電門甲、乙時(shí),遮光片擋光的時(shí)間分別t1和t2,則滑塊通過甲、乙兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度分別為$\fracg2h2fhg{{t}_{1}}$和$\fractbfn3qu{{t}_{2}}$;
(3)用天平測(cè)出滑塊(含遮光片)的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m,用米尺測(cè)出兩光電門間的距離x,比較mgs和$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac7czyq4h{{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracfz2mbmv{{t}_{1}}$)2的大小,在誤差允許的范圍內(nèi),若兩者相等,可得出合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量.

分析 (1)恰好平衡摩擦力滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間相等.
(2)已知時(shí)間與遮光片的寬度應(yīng)用速度公式可以求出遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的平均速度,把該平均速度作為滑塊的速度.
(3)應(yīng)用功的計(jì)算公式與動(dòng)能的 計(jì)算公式分析答題.

解答 解:(1)滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),遮光片經(jīng)過兩光電門的時(shí)間相等;
(2)遮光片寬度d很小,可認(rèn)為其平均速度與滑塊通過該位置時(shí)的瞬時(shí)速度相等,故滑塊通過甲、乙兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度分別為:v1=$\fracyroskn7{{t}_{1}}$、v2=$\fracoiqphvs{{t}_{2}}$;
(3)比較外力做功W=mgs及系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK=$\frac{1}{2}$(M+m)v22-$\frac{1}{2}$(M+m)v12=$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracn2xp22t{{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac3zs7b7b{{t}_{1}}$)2,是否相等,即可探究“動(dòng)能定理”.
故答案為:(1)遮光片經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等;(2)$\frac3kjwknz{{t}_{1}}$;$\fracrgnrp7z{{t}_{2}}$;(3)mgs;$\frac{1}{2}$(M+m)($\frack3fsw8g{{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracj2ui87h{{t}_{1}}$)2

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,遮光片的寬度很小,可以用遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的平均速度作為滑塊的瞬時(shí)速度,遮光片越窄,平均速度越接近瞬時(shí)速度.

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:實(shí)驗(yàn)題

12.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,可用于探究力對(duì)靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系.
(1)選用同樣的橡皮筋,每次在同一位置釋放小車,如果用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為W;用2條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為2W.
(2)小車在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)平衡摩擦力,以消除這種影響.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.某同學(xué)在科普讀物上看到:“勁度系數(shù)為k的彈簧從伸長(zhǎng)量為x到恢復(fù)原長(zhǎng)過程中,彈力做的功W=$\frac{1}{2}$kx2”.他設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論.

A.將一彈簧的下端固定在地面上,在彈簧附近豎直地固定一刻度尺,當(dāng)彈簧在豎直方向靜止不動(dòng)時(shí)其上端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x1,如圖甲所示.
B.用彈簧測(cè)力計(jì)拉著彈簧上端豎直向上緩慢移動(dòng),當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F時(shí),彈簧上端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x2,如圖乙所示.則此彈簧的勁度系數(shù)k=$\frac{F}{{x}_{2}-{x}_{1}}$.
C.把實(shí)驗(yàn)桌放到彈簧附近,將一端帶有定滑輪、兩端裝有光電門的長(zhǎng)木板放在桌面上,使滑輪正好在彈簧的正上方,用墊塊墊起長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端,如圖丙所示.
D.用天平測(cè)得小車(帶有遮光條)的質(zhì)量為M,用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d的結(jié)果如圖丁所示,則d=3.5mm.
E.打開光電門的開關(guān),讓小車從光電門的上方以一定的初速度沿木板向下運(yùn)動(dòng),測(cè)得小車通過光電門A和B時(shí)的遮光時(shí)間分別為△t1和△t2.左右改變墊塊的位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),直到△t1=△t2,以后的操作中保持木板和墊塊的位置不變.
F.用細(xì)繩通過滑輪將彈簧和小車相連,將小車?yán)焦怆婇TB的上方某處,此時(shí)彈簧上端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x3,已知(x3=x1)小于光電門A、B之間的距離,如圖丙所示.由靜止釋放小車,測(cè)得小車通過光電門A和B時(shí)的遮光時(shí)間分別為△t1′和△t2′.
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),若$\frac{1}{2}$k(x3-x12=$\frac{1}{2}$M($\frachvocvca{△{t}_{2}′}$)2-$\frac{1}{2}$M($\frac2areyvu{△{t}_{1}′}$)2(用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的符號(hào)表示),就驗(yàn)證了W=$\frac{1}{2}$kx2的結(jié)論.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

10.如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后,從點(diǎn)b處穿過x軸,速度方向與x軸正方向的夾角為30°,同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E,方向與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,并通過了b點(diǎn)正下方的c點(diǎn),粒子重力不計(jì),試求:
(1)b點(diǎn)與O點(diǎn)的距離;
(2)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑;
(3)C點(diǎn)到b點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”:一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上,光電門甲的位置可移動(dòng).不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定在帶有遮光片(寬度為d)的滑塊上,另一端通過光滑定滑輪與重物相連,細(xì)線與斜面平行(通過滑輪調(diào)節(jié)).當(dāng)滑塊沿斜面下滑時(shí),與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示遮光片擋光的時(shí)間t,從而可測(cè)出滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v.改變光電門甲的位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),比較外力所做的功W與系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek的關(guān)系,即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)調(diào)節(jié)斜面的傾角θ,用以平衡滑塊的摩擦力.將帶有遮光片的滑塊置于斜面上,輕推滑塊,使之運(yùn)動(dòng).可以通過遮光片經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動(dòng);
(2)按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材.將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放,滑塊通過光電門甲、乙時(shí),遮光片擋光的時(shí)間分別t1和t2,則滑塊通過甲、乙兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度分別為$\fracrlks6b8{{t}_{1}}$和$\frac2hu1uha{{t}_{2}}$;
(3)用天平測(cè)出滑塊(含遮光片)的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m,用米尺測(cè)出兩光電門間的距離x,比較mgx和$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracxsaoxkx{{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracdd3racl{{t}_{1}}$)2的大小,在誤差允許的范圍內(nèi),若兩者相等,可得出合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,套在繩索上的小圓環(huán) P 下面掛一個(gè)重為G的物體 Q 并使它們處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)釋放圓環(huán)P,讓其沿與水平面成 θ 角的繩索無摩擦的下滑,在圓環(huán) P 下滑過程中繩索處于繃緊狀態(tài)(可認(rèn)為是一直線),若圓環(huán)和物體下滑時(shí)不振動(dòng),穩(wěn)定后下列說法正確的是(  )
A.Q的加速度一定小于 gsinθB.懸線所受拉力為 Gsinθ
C.懸線所受拉力為GcosθD.懸線一定不與繩索垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以點(diǎn)電荷+Q為圓心的某一個(gè)圓周交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶電荷量為-q的小環(huán)從A點(diǎn)由靜止下滑,已知q?Q,AB=h,小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí),速度為$\sqrt{3gh}$,求:
(1)小環(huán)由A到B過程中,電場(chǎng)力對(duì)小環(huán)做的功;
(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC等于多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列說法正確的是( 。
A.電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比
B.力對(duì)物體所做的功與力的作用時(shí)間成正比
C.彈性限度內(nèi),彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長(zhǎng)量成正比
D.電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢(shì)差成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.建筑工地常用吊車通過鋼索將建筑材料從地面吊到高處.如圖所示為建筑材料被吊車豎直向上提升過程的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)圖象,下列判斷正確的是( 。
A.前10s的平均速度大于后6s的平均速度
B.整個(gè)過程上升高度是28m
C.30~36s材料處于失重狀態(tài)
D.前10s鋼索最容易發(fā)生斷裂

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同步練習(xí)冊(cè)答案