如圖(a),磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)放置,置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端,B的質(zhì)量m=0.5kg,可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)。將B在A附近某一位置由靜止釋放,由于能量守恒,可通過測(cè)量B在不同位置處的速度,得到B的勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律,見圖(c)中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高,使其與水平桌面成一定角度θ[如圖(b)所示],則B的總勢(shì)能曲線如圖(c)中II所示(設(shè)B在x=0處時(shí)重力勢(shì)能為零)。在圖(b)的情況下,若將B放在x=15.0cm處,則B在該位置時(shí)的重力勢(shì)能為­­________J, 氣墊導(dǎo)軌的傾角θ為­­________;若將B在x=15.0cm處靜止釋放,則它能達(dá)到的最大速度為________ m/s,此時(shí)B受到的磁場(chǎng)力為________ N。(計(jì)算時(shí)取g=10m/s2
0.60(2分),53.1°(2分),0.85(±0.01)(2分),4.0(2分)

分析:根據(jù)曲線I讀出在x=15.0cm處的勢(shì)能是0.1J,根據(jù)曲線II讀出在x=15.0cm處的總勢(shì)能是0.7J,運(yùn)用能量守恒求出B在該位置時(shí)的重力勢(shì).
根據(jù)重力勢(shì)能的定義求出傾角θ.
根據(jù)功能關(guān)系可知,當(dāng)勢(shì)能最小時(shí),動(dòng)能最大.由圖得出釋放時(shí)的勢(shì)能便是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的總能量,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒可知?jiǎng)菽茏钚r(shí)動(dòng)能最大,據(jù)此可求得最大速度.
解:根據(jù)曲線I讀出在x=15.0cm處的勢(shì)能是0.1J,根據(jù)曲線II讀出在x=15.0cm處的總勢(shì)能是0.7J,
運(yùn)用能量守恒得
x=15.0cm處,則B在該位置時(shí)的重力勢(shì)能為0.7J-0.1J=0.6J
根據(jù)重力勢(shì)能的定義Ep=mgh
所以h=0.12m
所以sinθ=,即θ=53.1°
由圖讀得釋放處(x=15.0cm處)勢(shì)能Ep=0.70J,此即B的總能量.由于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒,
因此在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大,由圖象得最小勢(shì)能為0.5J,
則最大動(dòng)能為Ekm=0.7-0.52=0.18J
最大速度為vm==0.85(m/s)
最大速度位置B的加速度為零,所以B受到的磁場(chǎng)力為mgsinθ=4.0N.
故答案為:0.6,53.1°,0.85(±0.01),4.0.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在測(cè)定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d=________mm.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在驗(yàn)證“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中,先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí),需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條。

(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中,下列_______是正確的(填字母代號(hào))。
A.將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可        
B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度
C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度        
D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論,其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是______(填字母代號(hào))。
A.兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行
C.用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大
D.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
(3)某小組得出如圖所示的圖,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)。圖中       F1F2合成的理論值;
         F1F2合成的實(shí)際值(填“F”或“F′”)。
(4)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 (      )
A.理想實(shí)驗(yàn)法                B.等效替代法
C.控制變量法                D.建立物理模型法

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,得到一根如圖所示的紙帶,每?jī)蓚(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,試求:(圖中數(shù)據(jù)單位:mm)

⑴打下“2”點(diǎn)時(shí)小車的速度            m/s 
⑵小車的加速度                       m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,用6V、50Hz的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶如圖5所示,O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn),每隔一個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別記為A、B、C、D,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出,單位為毫米,重力加速度取10m/s2,若重錘質(zhì)量為1kg。則:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重錘下落的速度=              m/s,
重錘增加的動(dòng)能為               J。( 注:結(jié)果均保留3位有效數(shù)字 )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在“探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,取一帶有紙帶的重錘從高處釋放。已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50赫茲,記錄重錘運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示。在紙帶上選擇標(biāo)號(hào)為0~6的七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有1個(gè)打印點(diǎn)未畫出,紙帶旁邊并排放著毫米刻度尺,如圖所示。

小題1:計(jì)數(shù)點(diǎn)1對(duì)應(yīng)的刻度尺的讀數(shù)為     ,計(jì)數(shù)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的刻度尺的讀數(shù)為   ;
小題2:下表是通過測(cè)量計(jì)算出的各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,其中計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度為        
(保留兩位有效數(shù)字)
計(jì)數(shù)點(diǎn)
1
2
3
4
5
瞬時(shí)速度


 




小題3:根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出圖象;
小題4:根據(jù)圖象求出物體的加速度為     。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,與紙帶相連的質(zhì)量為1kg的重錘自由下落,打出的紙帶如圖所示,相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,g取9.8m/s2.求:

小題1:某同學(xué)根據(jù)紙帶上的O點(diǎn)到B點(diǎn)的數(shù)據(jù),計(jì)算出物體的動(dòng)能增加量△Ek=0.47J,重力勢(shì)能減小量△Ep=0.48J,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)△Ek略小于△Ep,試分析原因:                                                             

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在做《研究共點(diǎn)力的合成》實(shí)驗(yàn)時(shí)。

小題1:已準(zhǔn)備好的器材有:方木板1塊、橡皮條1根、細(xì)繩套2個(gè)、三角板1副、刻度尺1把、圖釘若干只,還缺少的器材是_____________。
小題2:實(shí)驗(yàn)時(shí)先用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng)到某一位置O,此時(shí)需記錄的是_____________、_____________、_____________;再用一只彈簧秤通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到__________,做好有關(guān)記錄。
小題3:實(shí)驗(yàn)時(shí)得到結(jié)果如右圖所示,(F’與A、O共線,A端為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)),圖中用一只彈簧秤拉時(shí)測(cè)得的力是_______。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”中,為了研究勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化時(shí)的規(guī)律,需要按正確的實(shí)驗(yàn)步驟來完成.
小題1:請(qǐng)按正確的實(shí)驗(yàn)順序填寫下列步驟:________.
①開啟電源,運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件,點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“研究機(jī)械能守恒定律”,軟件界面.
②卸下“定位擋片”和“小標(biāo)尺盤”,安裝光電門傳感器并接入數(shù)據(jù)采集器.
③擺錘置于A點(diǎn),點(diǎn)擊“開始記錄”,同時(shí)釋放擺錘,擺錘通過D點(diǎn)的速度將自動(dòng)記錄在表格的對(duì)應(yīng)處.
④把光電門傳感器放在大標(biāo)尺盤最底端約D點(diǎn),并以此作為零勢(shì)能點(diǎn).A、B、C點(diǎn)相對(duì)于D點(diǎn)的高度已事先輸入,作為計(jì)算機(jī)的默認(rèn)值.
⑤點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)計(jì)算”,計(jì)算D點(diǎn)的勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能.
⑥依次將光電門傳感器放在標(biāo)尺盤的C、B點(diǎn),重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到相應(yīng)的數(shù)據(jù).
小題2:在實(shí)驗(yàn)過程中,是否有重要的實(shí)驗(yàn)步驟遺漏?若有,請(qǐng)寫出該步驟的內(nèi)容:
                                                                      

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