【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】(1)AC(2分)(2分)(2分) mgl=M()2/2-M()2/2。(2分)
【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】小型登月器连接在航天站上,一起绕月球做圆周运动,其轨道半径为月球半径的5倍,某时刻,航天站使登月器减速分离,登月器沿如图所示的椭圆轨道登月,在月球表面逗留一段时间完成科考工作后,经快速启动仍沿原椭圆轨道返回,当第一次回到分离点时恰与航天站对接,登月器快速启动时间可以忽略不计,整个过程中航天站保持原轨道绕月运行。已知月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,不考虑月球自转的影响,则登月器可以在月球上停留的最短时间约为
A. B.
C. D.
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【题目】如图所示,A、B为两等量异种电荷,图中水平虚线为A、B连线的中垂线,现将另两个等量异种的检验电荷a、b用绝缘细杆连接后从A、B的连线上沿中垂线平移到离A、B无穷远处,平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称,若规定离A、B无穷远处电势为零,下列说法中不正确的是( )
A. 在AB的连线上a所处的位置电势
B. a、b整体在AB连线处具有的电势能
C. 整个移动过程中,静电力对a做正功
D. 整个移动过程中,静电力对a、b整体不做正功
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【题目】如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为2m、m。开始时细绳伸直,物体B静止在桌面上,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h。放手后物体A下落,着地时速度大小为v,此时物体B对桌面恰好无压力。不计一切摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 物体A下落过程中,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 物体A着地时的加速度大小为
D. 物体A着地时弹簧的弹性势能为2mgh-mv2
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【题目】如图甲所示,滑雪运动员沿斜坡高速向下滑行,其速度—时间图象如图乙所示,则由图象中AB段曲线可知,运动员在此过程中 ( )
A. 做曲线运动
B. 机械能守恒
C. 所受力的合力不断增大
D. 平均速度
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【题目】利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲);然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙).圆弧轨道的半径为R,A和B完全相同,重力加速度为g.
(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=_________(用R和g表示);
(2)滑块与桌面的动摩擦因数μ=____________(用R和x1表示);
(3)若x1和x2的比值=____________,则验证了A和B的碰撞动量守恒.
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【题目】小明研究小车在水平长木板上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小车、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示。
(1)主要的实验过程:
①用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d=________mm。
②让小车从斜面上某一位置释放,读出小车通过光电门时数字毫秒计示数t。
③用刻度尺量出小车停止运动时遮光板与光电门间的距离L。
④求出小车与木板间摩擦力f=_______(用物理量的符号表示)。
(2)实验中,小车释放的高度应该适当_______(选填“高”或“低”)些。
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【题目】如图甲所示,R为电阻箱(0~99.9 Ω),置于阻值最大位置,Rx为未知电阻.(1)断开S2,闭合S1,逐次减小电阻箱的阻值,得到多组R、I值,并依据R、I值作出了如图乙所示的R-图线.(2)断开S2,闭合S1,当R调至某一位置时,电流表的示数I1=1.0 A;保持电阻箱的位置不变,断开S1,闭合S2,此时电流表的示数为I2=0.8 A.根据以上数据可知( )
A. 电源电动势为3.0 V
B. 电源内阻为0.5 Ω
C. Rx的阻值为0.5 Ω
D. S1断开、S2闭合时,随着R的减小,电源输出功率减小
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【题目】关于磁通量的说法中正确的是
A. 穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B. 在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
C. 穿过一个面的磁通量就是垂直穿过该面单位面积的磁感线条数
D. 穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数
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