【题目】如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是__________.
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正打点计时器
C.精确测量出重物的质量接电源
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中0点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_______.
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度
C.AC、CF和EG的长度 D.CF、BD和EG的长度
【答案】 (1)AB; (2)BD
【解析】(1)实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,从而减小实验误差,故A正确.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线,这样可以减小纸带与限位孔的摩擦,从而减小实验误差,故B正确.因为实验中比较的是mgh与的大小关系,故m可约去,不需要测量重锤的质量,对减小实验误差没有影响,故C错误.实验时,先接通打点计时器电源再放手松开纸带,对减小实验误差没有影响,故D错误.选AB.
(2)根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度,结合动能与重力势能表达式.A、当知道OA、AD和EG的长度时,只有求得F点与BC的中点的瞬时速度,从而确定两者的动能变化,却无法求解重力势能的变化,故A错误;B、当知道OC、BC和CD的长度时,同理,依据BC和CD的长度,可求得C点的瞬时速度,从而求得O到C点的动能变化,因知道OC间距,则可求得重力势能的变化,可以验证机械能守恒,故B正确;当AC、CF和EG的长度时,依据AC和EG长度,只能求得B点与F点的瞬时速度,从而求得动能的变化,而BF间距不知道,则无法验证机械能守恒,故C错误;当知道BD、CF和EG的长度时,依据BD和EG的长度,可分别求得C点与F点的瞬时速度,从而求得动能的变化,再由CF确定重力势能的变化,进而得以验证机械能守恒,故D正确;选BD.
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【题目】两个放在绝缘架上的相同的金属球,相距为d,球的半径比d小得多,分别带有q和3q的电荷,相互斥力为3F,现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力变为( )
A.0
B.F
C.3F
D.4F
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【题目】如图所示,粗糙的地面上放着一个质量M=1.5kg的斜面,斜面部分光滑,底面与地面的动摩擦因数μ=0.2,倾角θ=37°,在固定在斜面的挡板上用轻质弹簧连接一质量m=0.5kg的小球,弹簧劲度系数k=200N/m,现给斜面施加一水平向右的恒力F,使整体向右以a=1 m/s2的加速度匀加速直线运动.(已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求F的大小;
(2)求出弹簧的形变量及斜面对小球的支持力大小.
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【题目】如图所示,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端向上做匀加速直线运动.若斜面足够长,表面光滑,倾角为θ.经时间t恒力F做功80J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,且回到出发点时的速度大小为v,若以地面为重力势能的零势能面,则下列说法中正确的是( )
A.物体回到出发点时的机械能是80 J
B.在撤去力F前的瞬间,力F的功率是 mgvsinθ
C.撤去力F前的运动过程中,物体的重力势能一直在增加,撤去力F后的运动过程中物体的重力势能先增加再减少
D.撤去力F前的运动过程中,物体的动能一直在增加,撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少
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【题目】用一根长为l的轻质不可伸长的细绳把一个质量为m的小球悬挂在点O,将小球拉至与悬点等高处由静止释放,如图所示.求:
(1)小球经过最低点时,速度大小及细绳的拉力大小.
(2)小球经过最低点左边与竖直方向成60°角位置时,速度大小.
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【题目】“寻血猎犬”号超音速汽车,是一辆搭载新型战斗机发动机,以及位于车顶的混合火箭发动机的超级汽车。据报道“寻血猎犬”号超音速汽车2016年欲冲击陆地速度纪录。假设某次测试中,“寻血猎犬”号超音速汽车在40s内匀加速到1000km/h,匀速一段时间后,匀减速完成测试。假设全程测试20 km,加速和减速的加速度大小相等,加速阶段所受阻力恒定,约为重力的0.2。已知“寻血猎犬”号超音速汽车质量为4000kg,在20℃常温下,声速为340m/s。则下列说法正确的是( )
A. 超音速汽车匀速阶段运行时间为80s
B. 加速阶段系统需要提供约为8000N的动力
C. 加速阶段的加速度大小约为6.9m/s2
D. 超音速汽车匀速阶段的速度是声速的10倍
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【题目】在水平地面上有一个质量为8.0kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10S后拉力大小减小为是F,并保持恒定。该物体的速度图象如图所示。(取g=10m/s),求:
(1)0-10s内物体所受到的水平拉力F的大小;
(2)该物体与地面间的动摩擦因数。
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【题目】利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题.
①图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3….已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,可得重锤下落到B点时的速度大小为 .
②取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep . 建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep , 根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=J/m(保留3位有效数字).重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为(用k1和k2表示).
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【题目】利用电容传感器可检测矿井渗水,及时发出安全警报,从而避免事故的发生;如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,c为导电液体(矿井中含有杂质的水)),A,C构成电容器.已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系:电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转.若矿井渗水(导电液体深度A增大),则电流表( )
A.指针向右偏转,A,C构成的电容器充电
B.指针向左偏转,A,C构成的电容器充电
C.指针向右偏转,A,C构成的电容器放电
D.指针向左偏转,A,C构成的电容器放电
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