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某物体质量为m,在光滑水平面上与运动方向相同的恒力F的作用下,发生一段位移L,速度由v1增加到v2
(1)试从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式.
(2)运用动能定理解答下面问题,有一质量m=2kg的物体,置于水平面上,在水平恒力F=8N的作用下,使物体由静止开始运动,经过x=4m后,撤去F,问物体还能运动多长距离?已知物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.2.(g取10m/s2
(1)物体在恒力F作用下做匀加速运动,这个过程力F做的功为:W=FL
根据牛顿第二定律得:F=ma
而由运动学公式得:ν22-ν12=2aL
即:L=
ν22-ν12
2a

把F、L的表达式代入W=FL得:W=
ma(ν22-ν12)
2a

也就是:W=
1
2
mν22-
1
2
mν12
,此式即为动能定理的表达式.
(2)对全过程,由动能定理:Fx-μmg(x+L)=0
得:L=
(F-μmg)
μmg
x=4m

答:(1)导出的动能定理的表达式是W=
1
2
mν22-
1
2
mν12

     (2)物体还能运动4m距离.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(Ⅰ)物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”,我们提供了如图的实验装置.
(1)某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题:如图所示,设质量为m(已测定)的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s,通过光电门时的速度v,试探究外力做的功mgs与小球动能变化量
12
mv2
的定量关系.
(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据.
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用
游标卡尺
游标卡尺
 测出小球的直径为10.0mm;(选填:刻度尺,游标卡尺,螺旋测微器)
③用刻度尺测出电磁铁下端到
光电门
光电门
的距离为80.40cm;
④电磁铁先通电,让小球
吸在电磁铁下端
吸在电磁铁下端

⑤让电磁铁断电,小球自由下落.
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s.
⑦计算得出重力做的功为4.02J,小球动能变化量为
4.00
4.00
J.(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
(3)试根据在(2)中条件下做好本实验的结论:
在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等
在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等

(Ⅱ)某同学使用如下图A所示器材测定小灯泡在不同电压下的阻值,已知小灯泡标有“9V,4.5W“字样,备选滑动变阻器有二种规格,R1标有”5Ω,2A”R2标有”100Ω,2A”现要求小灯泡两端电压从零开始,并能测量多组数据.

(1)为使操作更为方便,滑动变阻器应选用
R1
R1
(选填R1,R2
(2)将图中的实物图补充完整,使其能尽量准确地测量小灯泡的阻值.
(3)本实验操作时应闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使小灯泡电流
从小到大
从小到大
(选填”从小到大”或”从大到小”)变化,读取数据.若某同学选用15V量程电压表进行测量示数如图B所示,此时示数为
8.5V
8.5V

(4)图C为某同学根据实验数据做出的一根I-U图线,从图中可以求出小灯泡正常工作时的阻值大小为
16.4Ω
16.4Ω
,(保留三位有效数字)此阻值比小灯泡的实际阻值偏
.(选填“大”或“小”)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?卢湾区二模)图(a)是“DIS向心力实验器”,当质量为m的物体随旋转臂一起做半径为r的圆周运动时,受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据,并直接在坐标系中描出相应的点.得到多组F、ω的数据后,连成平滑的曲线,经验证为一个抛物线,改变实验条件重复三次实验(三次实验的条件见右表),得到的抛物线分别如图(b)中的①、②、③所示.
(1)实验中,若挡光片的挡光宽度为△s,某次挡光片经过光电门时的遮光时间为△t,则计算机计算角速度ω的计算式为
△s
r△t
△s
r△t

(2)分析比较表格和图象可得到的结论为:
在半径相同的情况下,F∝mω2
在半径相同的情况下,F∝mω2

实验次数 1 2 3
半径r(m) 0.1 0.1 0.1
质量m(kg) 0.022 0.044 0.066

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科目:高中物理 来源: 题型:

物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大.为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”,某实验小组根据如图提供的实验装置设计的实验方案为:利用电磁铁控制小钢球的起始下落;用刻度尺测量小钢球的下落高度;用计时装置测出小钢球经过光电门的时间,计算出小钢球的速度;比较小钢球所受到的重力所做的功与小钢球动能变化之间的关系.
(1)根据上述实验方案进行了如下操作.
①用天平测定小钢球的质量为m=0.25kg;
②用游标尺测出小钢球的直径为d=10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为L=80.40cm;
④实验时,电磁铁先通电,让小钢球
吸附在电磁铁的下端
吸附在电磁铁的下端

⑤然后
断开电磁铁的电源
断开电磁铁的电源
,小球自由下落.
⑥在小钢球经过光电门时间内,计时装置记下小钢球经过光电门所用时间为t=2.50×10-3s,则小钢球经过光电门时的速度可利用表达式v=d/t进行计算,此计算结果比小球的实际速度
(填“大”或者“小”)
⑦计算得出重力做的功为
2.01
2.01
J,小钢球动能变化量为
2.00
2.00
J.(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
(2)在本实验中的误差
空气阻力;测量有误差;读数误差;计算速度值有误差等
空气阻力;测量有误差;读数误差;计算速度值有误差等
(至少写出两条).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是
ABD
ABD

A、被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体,若体积不变,压强增大,则气缸在单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B、晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性
C、分子间的距离r存在某一值r0,当r大于r0时,分子间斥力大于引力;当r小于r0时分子间斥力小于引力
D、由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
(2)如图所示,一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化,状态A与状态B 的体积关系为VA
小于
小于
VB(选填“大于”、“小于”或“等于”); 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功,则此过程中
吸热
吸热
(选填“吸热”或“放热”)

(3)在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为η的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径约为
6S3
πη2
V
2
0
6S3
πη2
V
2
0
;如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为V=
1
6
πd3
,d为球直径),计算该滴油酸溶液所含油酸分子的个数约为多少.
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)下列说法中正确的是
C
C

A、光的偏振现象证明了光波是纵波
B、在发射无线电波时,需要进行调谐和解调
C、在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,这是光的干涉现象
D、考虑相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长
(2)一列横波沿x轴正方向传播,在t0=0时刻的波形如图所示,波刚好传到x=3m处,此后x=1m处的质点比x=-1m处的质点
(选填“先”、“后”或“同时”)到达波峰位置;若该波的波速为10m/s,经过△t时间,在x轴上-3m~3m区间内的波形与t0时刻的正好相同,则△t=
0.4nsn=1.2.3…
0.4nsn=1.2.3…


(3)如图所示的装置可以测量棱镜的折射率,ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的顶角为α,紧贴直角边AC是一块平面镜,一光线SO射到棱镜的AB面上,适当调整SO的方向,当SO与AB成β角时,从AB面射出的光线与SO重合,则棱镜的折射率n为多少?

C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是
AC
AC

A、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B、普朗克提出了物质波的概念,认为一切物体都具有波粒二象性.
C、波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
D、氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小
(2)如图所示是研究光电效应规律的电路.图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳极.现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;则光电管阴极材料的逸出功为
4.5
4.5
eV,现保持滑片P位置不变,增大入射光的强度,电流计的读数
为零
为零
.(选填“为零”、或“不为零”)
(3)快中子增殖反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快中子后变成铀239,铀239(92239U)很不稳定,经过
2
2
次β衰变后变成钚239(94239Pu),写出该过程的核反应方程式:
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
.设静止的铀核92239U发生一次β衰变生成的新核质量为M,β粒子质量为m,释放出的β粒子的动能为E0,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,求一次衰变过程中的质量亏损.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化的定量关系”,我们提供了如右图的实验装置.
(1)某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题:
如图如示,质量为m的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的
 
,通过光电门时的
 
,试探究重力做的功
 
与小球动能变化量
 
的定量关系.
请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号;在③④空格处填写数学表达式.
(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字.
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在开始端.
⑤电磁铁断电时,小球自由下落.
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度为
 
m/s.
⑦计算得出重力做的功为
 
J,小球动能变化量为
 
J.(结果保留三位数字)
(3)试根据(2)对本实验下结论:
 
 

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