【题目】在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,实验得到的甲、乙两条纸带如图所示,应选______纸带好。
(2)若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度,进而验证机械能守恒定律,现测得2、4两点间的距离为X1,0、3两点间的距离为X2,打点周期为T,为了验证0、3两点间的机械能守恒,则X1、X2和T应满足的关系是______。
(3)在本实验中,需要特别注意的有(______)
A.称出重物的质量
B.手提纸带,先接通电源再释放纸带让重物落下
C.可不考虑前面较密集的点,选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带,验证mgh=mv2/2是否成立
D.必须选取第1、2两点间距离一定等于2mm的纸带,才能从第1点起处理纸带,验证mgh=mv2/2是否成立
(4)在本节实验中,根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴,画出的图象应是下图所示中的哪个(______)。
A. B. C. D.
【答案】 甲 X12/ 8gX2 = T2 B C
【解析】(1)打点计时器的打点频率为50Hz,打点周期为0.02s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度: ,所以所选的纸带最初两点间的距离应接近2mm,故选甲图。
(2)利用匀变速直线运动的推论,打点3时的速度为:v3=x1/2T
重物下落的高度h=x2,当机械能守恒时,应有: ,即:
即:X12/ 8gX2 = T2
(3)A、验证动能的增加量和重力势能的减小量,两端都有质量,可以约去,所以不需要测出重物的质量,故A错误;
B、实验时,先接通电源,再释放重物,故B正确;
C、实验中可以不考虑前面较密集的点,选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带,验证mgh=△Ek是否成立,故C错误;
D、若要验证mgh=mv2/2是否成立,必须选取第1、2两点间距离接近2 mm的纸带,才能从第1点起处理纸带,故D错误。
故选:B。
(4)根据知, ,可知h图线为过原点的倾斜直线,故选:C.
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【题目】2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空。该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,其运行的周期为T,最终在月球表面实现软着陆。若以R表示月球的半径,引力常量为G,忽略月球自转及地球对卫星的影响,下列说法不正确的是( )
A. 月球的质量为 B. 月球的第一宇宙速度为
C. “嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 D. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为
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【题目】为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是()
A. 顾客始终受到三个力的作用
B. 顾客始终处于超重状态
C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
D. 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下
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【题目】如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示。(取g=10 m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
试求:(1)拉力F的大小。(2)t=4s时物体的速度v的大小。
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【题目】如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻,导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并接触良好,斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直斜面向上的磁场,磁感应强度大小为,已知b棒的质量为m,a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)断开开关S,a棒和b棒固定在磁场中,恰与导轨构成一个边长为L的正方向,磁场从以均匀增加,写出a棒所受安培力随时间变化的表达式。
(2)若接通开关S,同时对a棒施以平行导轨斜向上的拉力F,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力F,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回磁场上边界PQ时,又恰能沿导轨匀速向下运动,求a棒质量及拉力F的大小。
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【题目】如图所示,两只小球在光滑水平面上沿同一条直线相向运动.已知m1=2 kg,m2=4 kg,m1以2 m/s的速度向右运动,m2以8 m/s的速度向左运动.两球相碰后,m1以10 m/s的速度向左运动,由此可得( )
A. 相碰后m2的速度大小为2 m/s,方向向左
B. 相碰后m2的速度大小为2 m/s,方向向右
C. 在相碰过程中,m2的动量改变大小是24 kg·m/s,方向向右
D. 在相碰过程中,m1所受冲量大小是24 N·s,方向向右
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【题目】已知地球半径为R,质量为M,自转角速度为,万有引力恒量为G,地球同步卫星与地球表面之间的距离为h,下列计算正确的是
A. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为R
B. 地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为
C. 地球同步卫星的运行速度大小为(R+h)
D. 地球同步卫星的运行速度大小为
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【题目】一辆汽车拟从甲地开往乙地,先由静止启动做匀加速直线运动,然后保持匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,当速度减为0时刚好到达乙地。从汽车启动开始计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度,据表中的数据通过分析、计算可以得出汽车
时刻(s) | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.5 | 10.5 |
速度(m/s) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12 | 12 | 9.0 | 3.0 |
A.匀加速直线运动经历的时间为4 s
B.匀加速直线运动经历的时间为5 s
C.匀减速直线运动经历的时间为2 s
D.匀减速直线运动经历的时间为4 s
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【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V 的交流电和直流电两种,重物从高处由静止开始落下,重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重物的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是__________;操作不恰当的步骤是___________。
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,打下的一条纸带如图所示,0点为起始点,测得3 点、6 点、9 点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cm,hB=7.00cm,hC=15.70cm,交流电的周期是0.02s,当地的重力加速度g=9.8m/s2,设重物的质量是m=1.00kg,则从0 点到6 点,重物的动能增量ΔEk=____J,重物重力势能减少量ΔEp=____________J。(两空有效数字均保留至小数点后第2位)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重物减少的重力势能总是大于重物动能的增加,其原因主要是在重物下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度为g,重物的质量为m,打点计时器的打点频率为f,AC 和CE 之间的距离分别为s1,s2,如图所示。请用上述已知量表示出重物在下落过程中受到的平均阻力大小为F=__________。
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