【题目】带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,则
A. 小球以后将向左做平抛运动
B. 小球将做自由落体运动
C. 此过程小球对小车做的功为
D. 小球在弧形槽上升的最大高度为
【答案】BC
【解析】
试题小球和小车组成的系统,在水平方向上动量守恒,小球越过圆弧轨道后,在水平方向上与小车的速度相同,返回时仍然落回轨道,根据动量守恒定律判断小球的运动情况.对小车,运用动能定理求小球对小车做的功.当小球与小车的速度相同时,小球上升到最大高度,由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求解最大高度.
小球滑上滑车,又返回,到离开滑车的整个过程中,系统水平方向动量守恒.选取向右为正方向,由动量守恒定律得:,由机械能守恒定律得:,解得:,即小球在水平方向上速度为零,离开后做自由落体运动,故B正确A错误;对小车,运用动能定理得:小球对小车做的功,故C正确;当小球与小车的速度相同时,小球上升到最大高度,设共同速度为v.规定向右为正方向,运用动量守恒定律得,根据能量守恒定律得,有: ,代入数据得,D错误.
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【题目】某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
①该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△V2(△V2="V"2﹣V02),填入表:
点迹 | s/cm | △v2/m2s2 |
O | / | / |
1 | 1.60 | 0.04 |
2 | 3.60 | 0.09 |
3 | 6.00 | 0.15 |
4 | 7.00 | 0.18 |
5 | 9.20 | 0.23 |
若测出小车质量为0.2kg,结合如图2的图象可求得小车所受合外力的大小为___N
②本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量________(填是或否)
③若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是________.
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【题目】平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动,在同一坐标系中作出这两个分运动的v-t图线,如图所示。若平抛运动的时间大于2t1,下列说法中正确的是( )
A.图线2表示水平分运动的v-t图线
B.t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为30°
C.t1时间内的竖直位移与水平位移之比为1∶2
D.2t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为60°
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【题目】风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系。质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N(图中未画出)。试求:
(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小;
(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同。
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【题目】一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把这铜片从磁场拉出或把它进一步推入,则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述正确的是
A. 拉出时是阻力
B. 推入时是阻力
C. 拉出时不受磁场力
D. 推入时不受磁场力
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【题目】采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律,实验装置如图所示:现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤.
(1)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,正确的是(_____)
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过计算出高度h。
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v。
(2)甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带,如图所示。选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2。已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g。从起始点O开始到打下C点的过程中,重锤重力势能的减小量为△EP=__________,重锤动能的增加量为△EK=__________。在误差充许的范围内,如果△EP=△EK,则可验证机械能守恒。
(3)乙同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h/m | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v/(m·s-1) | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
v2/(m2·s-2) | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
他在如图所示的坐标中,描点作出v2-h图线。由图线可知,重锤下落的加速度g′=__________m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g=9.80m/s2,如果在误差允许的范围内g′=__________,则可验证机械能守恒。
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【题目】⑴在用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1.00 kg的重物拖着纸带做竖直下落运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点,如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.04 s,P为纸带运动的起点,从P点到打下B点过程中物体重力势能的减少量ΔEp=___________J,在此过程中物体动能的增加量ΔEk=_________J.(已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,答案保留三位有效数字).
⑵用v表示各计数点的速度,h表示各计数点到P点的距离,以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出-h的图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是______________.
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【题目】如图甲所示,轻杆一端与一个小球相连,另一端连在光滑固定轴上,可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动,到达某一位置开始计时,取水平向右为正方向,小球的水平分速度随时间的变化关系如图乙所示。不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. t2时刻小球通过最高点,图乙中s1和s2的面积相等
B. t1时刻小球通过最高点,图乙中s1和s2的面积相等
C. t1时刻小球通过最高点,图乙中s1和s2的面积不相等
D. t2时刻小球通过最高点,图乙中s1和s2的面积不相等
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【题目】有一台输出电压按左图规律变化的交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,如右图所示.现已知发电机的输出功率为1100W,T1的原副线圈匝数比为1:10,则下列说法正确的是( )
A. 发电机E所产生的交流电的电压表达式为
B. 电流表的示数为0.5A
C. 当用户消耗的功率变大时,输电线上消耗的功率也变大
D. 若只增加T2的原线圈匝数,则发电机的输出功率将变大
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