【题目】(1)如图所示,一端固定滑轮的长木板放在桌面上,将光电门固定在木板上的B点,用重物通过细线拉小车,且重物与力的传感器相连,若利用此实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系实验”,小车质量为M,保持小车质量不变,改变所挂重物质量m进行多次实验,每次小车都从同一位置A由静止释放(g取10 m/s2).
①完成该实验时,________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;
②实验时,发现传感器示数明显不等于重物的重力,其原因是________________________;
③在正确规范操作后,实验时除了需要读出传感器的示数F,测出小车质量M,还需测量的物理量有____________________、__________________及遮光条的宽度d,由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为____________________________(用测得的物理量表示);
(2)利用上述图示装置_______(填“能”或“不能”)验证“机械能守恒定律”的实验。
【答案】需要; 小车质量M未远大于重物质量m; A,B的间距x; 通过光电门的挡光时间t; ; 能;
【解析】
实验中需要配平衡摩擦力,根据牛顿第二定律分析传感器示数明显不等于重物的重力的原因;根据绳子拉力的大小,得出合力做功,根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小车通过光电门的瞬时速度,从而得出小车动能的增加量,从而得出合力做功与小车动能改变量的关系式;
解:(1)①该实验探究合外力做功与动能变化量的关系,绳子的拉力等于小车的合力,所以实验时需平衡摩擦力;
②对整体分析,根据牛顿第二定律得,绳子的拉力
,可知传感器示数明显不等于重物的重力,其原因是小车质量M未远大于重物质量m;
③合外力对小车做功为Fx,动能的增加量,探究的表达式为
,需要测量的物理量有:A、B的间距x、遮光条的宽度、通过光电门的挡光时间,小车的质量M;
(2)改装置可以验证系统机械能守恒,系统重力势能的减小量,系统动能的增加量
,能机械能守恒定律”的实验;
故答案为:(1)①需要,②小车质量M未远大于重物质量m,③A、B的间距x、通过光电门的挡光时间t, ;(2)能。
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【题目】屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗户的上、下沿,如图所示,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10m/s2)
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【题目】某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下。
(1)在实验之前,首先平衡摩擦力,使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力,关于平衡摩擦力,下列正确的是:________。
A.将木板右端适当垫高,放上小车让其沿板匀速下滑即可
B.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可
C.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘(不放砝码),让小车匀速下滑即可
D.平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦
(2)甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高,然后根据实验数据分别做出了和
图象(小车的加速度为a,小车的质量为M,绳中拉力为F,砝码盘及砝码的质量总和为m)。
由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kg(g取10m/s2) ,由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________(选填“大”、“ 小”),分析丙图,图线上部分弯曲的原因是未满足____________。
(3)在实验中挑选一条点迹清晰的纸带如下图,打点计时器的频率为50Hz,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离,纸带的一段如图所示,由纸带求得小车加速度为_________m/s2。(结果保留两位有效数字)
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【题目】在“探究求合力的方法”的实验中,用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)。其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图1中与B相连的弹簧测力计的示数为 _____N。
(2)在实验中,F1和F2表示两个互成角度的力,F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力;F’表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则图2中符合实验事实的是 ________。
(3)对于“验证力的平行四边形定则”的实验,某同学有以下认识,以下操作可减小误差的是 _____.
A.实验中两个分力的夹角取得越大越好
B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行
C.拉橡皮条的细绳要长些,用铅笔画出两个定点的位置时,应使这两个点的距离尽量远些
D.作图要用细芯铅笔,图的比例要适当大些,要用严格的几何作图法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向
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【题目】如图所示,是 A、B处分别固定Q1、Q2两异种点电荷附近的电场线,P1、P2为电场中的两点,连线AP1、BP1相互垂直;连线AP2、BP2相互垂直,则
A. Q1带电量小于Q2带电量
B. P1处的电势小于P2处的电势
C. P1处的场强小于P2处的场强
D. AP1间的电势差小于P2B间的电势差
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【题目】如图1所示,半径R=0.45m的光滑1/4圆弧轨道固定在竖直平面内,B为轨道的最低点,B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车,平板车质量M=lkg,长度l=1m,小车的上表面与B点等高,距地面高度h=0.2m.质量m=lkg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放.取g=10m/s2.试求:
(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小;
(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料,其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图2所示,求物块滑离平板车时的速率;
(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块仍从圆弧最高点A由静止释放,求物块落地时距平板车右端的水平距离.
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【题目】物体以速度25m/s竖直上抛,下列判断正确的是( )
A. 第3s内的位移为零
B. 第3s内的速度变化量为零
C. 第3s初与第3s末的加速度不同
D. 第3s初与第3s末的位置不同
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【题目】如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,圆心O与轨道左、右最高点a、c在同一水平线上,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点a滑下,则下列说法中正确的是
A. 滑块经过最低点b时的速度与磁场不存在时相等
B. 滑块从a点到最低点b所用的时间与磁场不存在时短
C. 滑块经过最低点b时对轨道压力与磁场不存在时相等
D. 滑块能滑到右侧最高点c
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【题目】如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为ρ=7.5×102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为p0=4.5×103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
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