【题目】某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g.
(1)在实验所需的物理量中,需要直接测量的是 , 通过计算得到的是 . (填写代号)
A.重锤的质量
B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律.图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点.设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是 .
A.vF=g(nT )
B.vF=
C.vF=
D.vF=
(3)若代入图乙中所测的数据,求得 在误差范围内等于(用已知量和图乙中测出的物理量表示),即可验证重锤下落过程中机械能守恒.即使在操作及测量无误的前提下,所求 也一定会略(选填“大于”或“小于”)后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果.
(4)另一名同学利用图乙所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离h,并分别计算出各点的速度v,绘出v2﹣h图线,如图丙所示.从v2﹣h图线求得重锤下落的加速度g′=m/s2( 保留3位有效数字 ).则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2﹣h图线是否过原点,以及判断与(用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的.
【答案】
(1)B,D
(2)C
(3)ghn,小于
(4)9.67,g,g′
【解析】解:(1)重锤的质量可测可不测,因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量,可以约去.需要测量的物理量是B:重锤下落的高度,通过计算得到的物理量是D:与下落高度对应的重锤的瞬时速度.(2)A、该实验是验证机械能守恒定律的实验,不能把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证了,A、B都是利用了自由落体运动规律求速度的,故AB错误;
C、求速度时我们是利用匀变速直线运动的规律即匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,
vF= = = ,故C正确,D错误.
故选:C.(3)需要验证的方程是:mgh= mv2,
若代入图乙中所测的数据,求得 在误差范围内等于ghn,即可验证重锤下落过程中机械能守恒.即使在操作及测量无误的前提下,
由于存在空气阻力或者限位孔和纸带之间存在摩擦,所求 也一定会略小于后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果.(4)根据mgh= mv2得:v2=2gh,
可知图线的斜率等于2g′,
则:g′= .
图线的斜率为:k= ,
则:g′=9.67m/s2.
则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2﹣h图线是否过原点,以及判断g与 g′在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的.
所以答案是:①B; D ②C ③ghn; 小于 ④9.67; g; g′
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【题目】在光滑水平面上,a、b两球沿水平面相向运动。当两球间距小于或等于L时,受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用;当两球间距大于L 时,则相互作用力为零。两球在相互作用区间运动时始终未接触, 两球运动的v-t 图象如图所示,则
A. a 球质量小于b 球质量
B. t1时刻两球间距最小
C. 0-t2 时间内,两球间距逐渐减小
D. 0-t3 时间内,b 球所受排斥力方向始终与运动方向相反
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【题目】如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是( )
A. 物体A的高度升高,θ角不变
B. 物体A的高度降低,θ角变小
C. 物体A的高度升高,θ角变大
D. 物体A的高度不变,θ角变小
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【题目】一长木板静止在倾角为θ的斜面上,长木板上一人用力推长木板上物块,使物块与长木板间的摩擦力刚好为零,已知人、物块、长木板的质量均为m,人、物块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与斜面间的动摩擦因数为μ2,则下列说法正确的是( )
A. 斜面对长木板的摩擦力为mgsinθ
B. 斜面对长木板的摩擦力为3μ2mgcosθ
C. 长木板对人的摩擦力为2μ1mgcosθ
D. 长木板对人的摩擦力为2mgsinθ
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【题目】某同学在学习了运动学知识后,绘出了一个沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度为零,则下列图象中表示该物体在6 s内位移一定不为零的是( )
A. B.
C. D.
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【题目】如下图所示的情况中,a、b两点电势相等、电场强度也相同的是( )
A. 带等量异种电荷的平行金属板之间的两点
B. 离点电荷等距的任意两点
C. 两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
D. 两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
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【题目】“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发现A、B两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星,测得两颗卫星的周期相等,以下判断正确的是( )
A.天体A,B的质量与它们的半径成正比
B.两颗卫星的线速度与它们的半径成正比
C.天体A,B表面的重力加速度一定相等
D.天体A,B的密度一定相等
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【题目】(3分)如图所示,质量分别为M、m物体A、B用细绳连接后跨过光滑的定滑轮,A静止在倾角为30°的斜面上,已知M=2m,现将斜面倾角由30°增大到35°,系统仍保持静止.此过程中,下列说法正确的是( )
A. 细绳对A的拉力将增大
B. 物体A受到的静摩擦力先减小后增大
C. 物体A对斜面的压力将减小
D. 滑轮受到的绳的作用力将增大
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【题目】如图,矩形线圈面积为 S,匝数为 N,线圈电阻为 r,绕 OO’轴以角速度 ω 匀速转动,外电路电阻为 R,在磁感应强度为 B,若从图示位置开始计时,则下列说法错误的是( )
A. 线圈中电流的瞬时表达式 i=NBSω/Rcosωt
B. 线圈转过 90°的过程中,通过电阻的电量为 NBS/(R+r)
C. 线圈转过 90°的过程中,外力所做的功为 πN2B2S2ω /4(R+r)
D. R 两端电压的有效值为 2NBSωR/2(R+r)
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