【题目】某同学在做“探究求合力的方法”的实验时,手中只有一个弹簧秤.橡皮筋.木板.白纸和图钉,为了完成此实验:
(1)在图中所示的器材中还需要选取_____和_____.
(2)该同学选取了合适的器材后,确定了如下主要的操作(各选择一个合适的选项填到每个空格处).
①在木板上将白纸和橡皮筋的一端固定后,在橡皮筋的另一端栓上细绳套
②用弹簧秤钩住左边细绳套,右手抓住右边细绳套,互成一定的角度拉橡皮筋,记录橡皮筋与细绳套结点O的位置_____.
③将弹簧秤钩住右边细绳套,两边均沿原方向将结点O拉到同一位置,记录_____.
④只用一根弹簧秤将结点O拉到同一位置,记录_____.
A.弹簧秤的读数
B.弹簧秤的读数和弹簧秤拉力的方向
C.手拉细绳套拉力的方向
D.弹簧秤的读数和两边拉力的方向
E.橡皮筋的原长和伸长量.
【答案】三角板 细绳套 D A B
【解析】
(1)做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,结合原理判断需要的器材;
(2)根据该实验的实验原理以及实验目的可以明确该实验需要记录的数据以及进行的实验步骤.
(1)做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力进行比较.所以我们需要的实验器材有:方木板(固定白纸),白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮条)、弹簧称(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)、橡皮筋(让力产生相同的作用效果的).要完成该实验,在图甲所示的器材中还需要选取细绳套、三角板;
(2)②该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧称拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧称拉橡皮筋时的拉力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录橡皮筋与细绳套结点O点位置、弹簧秤的读数和两边拉力的方向,故选D;
③由于只有一个弹簧秤,实验需要记录两个分力的大小,第二次需保证将橡皮筋拉到同一位置O点,把弹簧秤换到未记录的一边测出该力的大小,方向在②中已经记录,故选A;
④只用一根绳套将橡皮筋拉到O点,记录该力的大小和方向,这是合力的实际测量值,把它与前面两分力作平行四边形得到的合力(理论值)进行比较,得到结论,故选B。
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【题目】三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明 _______________________________ .
(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切(水平板足够长),两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象是_____________________________________ .
仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象.
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=2.5 cm,则由图可求得该小球做平抛运动的初速度大小为________ m/s.(保留2位有效数字,g取10m/s2)
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【题目】如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向xOy坐标平面2θ=120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度大小均为v0,不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)在图甲y轴右侧加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B1,垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN。
①沿x轴平移荧光屏,使得所有粒子刚好都不能打到屏上,求此时荧光屏到O点的距离d;
②若粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收,求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比;
(2)若施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区,使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束,如图乙所示,请在图乙中大致画出磁场区,标出磁场方向,并求出磁感应强度的大小B2。
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【题目】如图所示,在水平向右的匀强电场中,水平轨道AB连接着一圆形轨道,圆形轨道固定在竖直平面内,其最低点B与水平轨道平滑连接。现有一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球(可视为质点),从离圆形轨道最低点B相距为L处的C点由静止开始在电场力作用下沿水平轨道运动。已知小球所受电场力与其所受的重力大小相等,重力加速度为g,水平轨道和圆形轨道均绝缘,小球在运动过程中所带电荷量q保持不变,不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)小球由C点运动到B点所用的时间t;
(3)小球运动到与圆形轨道圆心O等高的D点时的速度大小vD;
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【题目】电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡,测量时,在左边托盘中放入质量m1=15.0g的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质m0=10.0g,匝数n=10,下边长l=10.0cm的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中,如图18甲所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω。开关S闭合后,调节可变电阻使理想电压表示数U=1.4V时,R1=10Ω,此时天平正好平衡。g=10m/s2,求:
(1)线圈下边所受安培力的大小F,以及线圈中电流的方向;
(2)矩形线圈的电阻R;
(3)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。
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【题目】如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环.棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为kmg(k>1).断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失.棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.则( )
A. 从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于棒有往复运动,但总位移向下
B. 棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,棒和环都做匀减速运动
C. 从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于地面始终向下运动
D. 从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力做的总功为
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【题目】一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示,带箭头的实线表示电场线。不计粒子所受重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在A点的加速度小于在B点的加速度
C. 粒子在A点的速度大于在B点的速度
D. 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
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【题目】如图所示A、B质量分别为mA=1kg,mB=2kg,AB间用弹簧连接着,弹簧弹性系数k=100N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面。现用恒定拉力F=15N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计摩擦且弹簧没超过弹性限度,g=10m/s2求:
(1)B刚要离开C时A的加速度,
(2)若把拉力F改为F/=30N,则B刚要离开C时,A的速度大小。
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【题目】如图所示,光滑竖直管内有一底端固定的轻质弹簧,弹簧自由端与管口的距离为2 y0,将一个质量为m的小球置于弹簧顶端,并加上外力将小球再下压至弹簧压缩量为y0。撤去外力后小球被弹出,运动到管口时的动能为3 mg y0,重力加速度大小为g,阻力不计,则
A. 弹射过程,弹簧和小球组成的系统机械能守恒
B. 弹簧恢复原长时,弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能
C. 弹簧具有的最大弹性势能为6 mg y0
D. 小球向上运动过程中的最大动能为5 mg y0
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