【题目】如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下:
a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门A和B,砂桶通过滑轮与小车相连.
b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m.
c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始加速运动.
d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,挡光片宽度为d,小车质量为M,两个光电门A和B之间的距离为L.
e.依据以上数据探究动能定理.
(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是________.
A.实验时,先剪断细绳,后接通光电门
B.实验时,小车加速运动的合外力为F=Mg
C.实验过程不需要测出斜面的倾角
D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M
(2)小车经过光电门A、B的瞬时速度为vB=________、vA=________.如果关系式___________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.
【答案】 C
【解析】【试题分析】实验操作时应先接通光电门后释放滑块,小车加速运动的合外力为F=mg,倾斜木板的目的是平衡摩擦力,不需要测出斜面的倾角,根据实验原理可知无需考虑砂和砂桶的总质量m远是否小于小车质量M.本实验中由于遮光条通过光电门的时间极短,因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小;小车从A到B的过程中,其合力做功mgL,系统动能的增加,增量为: ,因此只要比较二者是否相等,即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等.
(1)A、按照操作规程,应先接通光电门后释放滑块,否则可能滑块已经通过光电门,光电门还没有工作,测不出滑块通过光电门A的时间,故A错误.B、平衡时,除了绳子拉力以外的力的合力与绳子的拉力等值反向,实验时,剪短细绳,则小车加速运动的合外力为F=mg,故B错误.C、实验过程中,倾斜木板的目的是平衡摩擦力,不需要测出斜面的倾角,故C正确.D、实验时,剪短细线,砂和砂桶不随小车运动,无需考虑砂和砂桶的总质量m远是否小于小车质量M,故D错误.故选C.
(2)由于遮光条比较小,通过光电门的时间极短,因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度,因此滑块经过光电门时的瞬时速度分别为: 、
.小车从A到B的过程中,其合力做功mgL,系统动能的增加,增量为:
,因此只要比较二者是否相等,即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等.即如果关系式
在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.
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【题目】某位工人师傅用如图所示的装置,将重物从地面沿竖直方向拉到楼上,在此过程中,工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动,当质量为m的重物上升高度为h时轻绳与水平方向成α角,(重力加速度大小为g,滑轮的质量和摩擦均不计)在此过程中,下列说法正确的是
A. 人的速度比重物的速度小
B. 轻绳对重物的拉力小于重物的重力
C. 重物的加速度不断增大
D. 绳的拉力对重物做功为
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【题目】质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示,从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则( )
A. 0~t1时间内,汽车的牵引力等于
B. t1~t2时间内,汽车的功率等于
C. 汽车运动的最大速度等于
D. t1~t2时间内,汽车的平均速度小于
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【题目】如图所示,某超市两辆相同的手推购物车质量均为m、相距为L沿直线排列,静置于水平地面上。为了节省收纳空间,工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动,并与第二辆车相碰,且在极短时间内相互嵌套结为一体,以共同的速度运动了距离,恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为车重的k倍,忽略空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)购物车碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)工人给第一辆购物车的水平冲量大小。
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【题目】在电场中某一点,当放入正荷时受到的电场力向右,当放入负电荷时受到的电场力向左,下列判断正确的是( )
A. 当放入正电荷时,该点的场强方向向右;当放入负电荷时,该点的场强方向向左
B. 该点的场强方向一定向右
C. 该点的场强方向一定向左
D. 该点的场强方向与所受电场力较大的那个电荷受力方向一致
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【题目】下列说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的速度可能不变
B. 做曲线运动的物体的动能一定是变化的
C. 物体在恒力作用下,可能做机械能守恒的运动
D. 物体在变力作用下,一定做机械能不守恒的运动
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【题目】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触,但未与物体P连接,弹簧水平且无形变。现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量,大小为I0,测得物体P向右运动的最大距离为x0,之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内,物体P与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,下列说法中正确的是
A. 物体P与弹簧作用的过程中,系统的最大弹性势为
B. 弹簧被压缩成最短之后的过程,P先做加速度减小的加速运动,再做加速度减小的减速运动,最后做匀减速运动
C. 最初对物体P施加的瞬时冲量
D. 物体P整个运动过程,摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反
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【题目】如图所示,ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面,该种材料的折射率,AC是一半径为R的1/4圆弧,O为圆弧面圆心,ABCD构成正方形,在O处有一点光源。从点光源射入圆弧AC的光线,进入透明材料后首次射向AB或BC界面时,有一部分不能从AB或BC界面直接射出。下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BC界面的光线,已知AB面上的P点到
A点的距离为。求:
(1)从P点射出的光线的折射角;
(2)AB和BC截面上没有光线射出部分的总长度。
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【题目】空间某一静电场的电势在
轴上分布如图所示,
轴上两点B、C点电场强度在
方向上的分量分别是
、
,下列说法中正确的有( )
A. 的大小大于
的大小
B. 的方向沿
轴正方向
C. 电荷在点受到的电场力在
方向上的分量最大
D. 负电荷沿轴从
移到
的过程中,电场力先做正功,后做负功
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