【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度L,结果如图2所示,由此读出L=_____mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离S;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=_____和Ek2=_____.
②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统重力势能的减少量△EP=_____(重力加速度为g).
(3)如果在实验误差允许的范围内,△EP=_____,则可认为验证了机械能守恒定律.
【答案】 9.30 mgs
【解析】试题分析:游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.
光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.
由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量.
要注意本题的研究对象是系统.
解:(1)游标卡尺,主尺读数为10mm,游标读数为0.02×45mm=0.90mm,所以最终读数为10.90mm;
(2)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门1速度v1=
滑块通过光电门2速度v2=
系统的总动能分别为Ek1=(M+m)()2
Ek2=(M+m)()2;
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgs
(3)如果满足关系式△Ep=Ek2﹣Ek1,即系统重力势能减小量等于动能增加量,则可认为验证了机械能守恒定律.
故答案为:(1)10.90;(M+m)()2,(M+m)()2,△Ep=Ek2﹣Ek1.
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【题目】如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,虚线是在t2=(t1+0.2)s时刻的波形图。
(1)若波速为35m/s,求质点M在t1时刻的振动方向;
(2)在t1到t2的时间内,如果M通过的路程为1m,那么波的传播方向怎样?波速多大?
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【题目】图示为“探究合力功与物体动能变化的关系”的实验装置,只改变重物的质量进行多次实验,每次小车都从同一位置A由静止释放。请回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,其示数如图所示,则d=_______mm.
(2)平衡摩擦力时,______(填“要”或“不要”)挂上重物。
(3)实验时,________(填“需要”或“不需要”)满足重物的总质量远小于小车的总质量(包括拉力传感器和遮光条)。
A.M、m、L、d B.F、M、L、d、t
C.F、m、L、d、t D.F、M、L、d
(4)在实验误差允许范围内,关系式__________成立。(用测量的物理量表示)
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【题目】如图所示,地面光滑,质量为m1的A物块,以v0=10m/s的速度向右匀速运动.质量分别为m2﹑m3的物块B与C,由轻质并且处于原长状态的弹簧相固连,B﹑C和弹簧初始静止放置,某时刻A与B碰撞后立刻粘在一起.已知m1=2kg,m2=m3=3kg,求:
(1)A与B碰撞粘在一起后瞬间的速度大小
(2)此后运动过程中,弹簧被第一次压缩到最短时的弹性势能大小.
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【题目】如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从(0, 2L)抛出,落在(2L, 0)处;小球b、c从(L, 0)抛出,分别落在(2L, 0)和(L, 0)处。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. a和b初速度相同
B. b和c运动时间相同
C. b的初速度是c的两倍
D. a运动时间是b的两倍
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【题目】如图所示,一物体以6m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过2s后物体仍向上滑,速度大小为1m/s。现增大木板的倾角,物体仍以6m/s的速度从底端向上滑行,经过2s后物体已向下滑动,速度大小为1m/s。若规定沿木板向上为正方向,用a1、a2分别表示加速度,用v1、v2分别表示2s末的速度,下列表示正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
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【题目】如图所示,一个半径为r、粗细均匀、阻值为R的圆形导线框,竖直放置在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直。现有一根质量为m、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点由静止释放,棒在下落过程中始终与线框保持良好接触。已知下落距离为时棒的速度大小为v1,下落到圆心O时棒的速度大小为v2,忽略摩擦及空气阻力,下列说法正确的是
A. 导体棒下落距离为时,棒中感应电流的方向向右
B. 导体棒下落距离为时,棒的加速度的大小为
C. 导体棒下落到圆心时,圆形导线框的发热功率为
D. 导体棒从开始下落到经过圆心的过程中,圆形导线框产生的热量为
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【题目】如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时A静止于水平地面上,B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮)然后由静止释放。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。
(1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t;
(2)A的最大速度v的大小;
(3)初始时B离地面的高度H.
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【题目】一辆公交车在平直的公路上从A站出发运动至B站停止,经历了匀加速、匀速、匀减速三个过程,设加速和减速过程的加速度大小分别为a1、a2,匀速过程的速度大小为v,则( )
A. 增大a1,保持a2、v不变,加速过程的平均速度不变
B. 减小a1,保持a2、v不变,匀速运动过程的时间将变长
C. 增大v,保持a1、a2不变,全程时间变长
D. 只要v不变,不论a1、a2如何变化,全程平均速度不变
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