(1)某一次调节后D点离地高度为0.8m.小球从D点飞出.落地点与D点水平距离为2.4m.求小球过D点时速度大小. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某小组利用如图甲所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒.在斜槽轨道的末端安装一个光电门B,调节激光束与球心等高,斜槽末端水平.地面上依次铺有白纸、复写纸,让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放,通过光电门后落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印.重复实验多次,测得小球通过光电门的平均时间为2.50ms.当地重力加速度为
9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字.
①用游标卡尺测得小球直径如图乙所示,则小球直径为d=
0.50
0.50
cm,由此可知小球通过光电门的速度vB=
2.00
2.00
m/s;
②实验测得轨道离地面的高度h=0.441m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=
1.97
1.97
m/s;
③在误差允许范围内,实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足
v0=vB
v0=vB
关系,就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的.

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如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:

1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小

2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。

 

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如图(甲)所示,弯曲部分ABCD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:

1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小

2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。

 

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如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:

1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小

2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。

 

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如图(甲)所示,弯曲部分ABCD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:

1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小

2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。

 

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14.D   15.BC    16.acd   17。AC   18。AD  19.ACD    20.ABD     21。BD

22. I..  4.945     650

II. (每空2分,图2分,共12分)

(a)滑片P位置不变(或保持R不变);调节电阻箱R1

(b)r;

(c)5810;

(d)如图;3.4(或3.45或3.448).

23.解:

⑴小球在竖直方向做自由落体运动,            (2分)    

水平方向做匀速直线运动                         (2分)    

得:                          (1分)

⑵设轨道半径为r,A到D过程机械能守恒:

                       (3分)

在A点:                         (2分)

在D点:                           (2分) 

由以上三式得:

            (2分)  

由图象纵截距得:6mg=12   得m=0.2kg                (2分)

由L=0.5m时   △F=17N                              (1分)

代入得:

r=0.4m                                   (2分)

24.(18分)

(1)小球A受到向上的电场力Eq=0.05N                           (1分)

受到向上的洛仑兹力qvB=0.05N                                 (1分)

受到向下的重力mg=0.1N                                       (1分)

由于qE+qvB=mg                                               (2分)

所以小球A和水平面之间的挤压力为零,因此小球A不受摩擦力作用,小球A向右做匀速直线运动.                                                     (2分)

小球A与小球B碰撞动量守恒定律mv0=-mv1+Mv2               (2分)

v2=2m/s                                                           (1分)

设小球B运动到圆轨道最高点的速度为v3,则根据机械能守恒定律得

Mv22/2=2mgR+Mv32/2                                             (2分)

小球B做平抛运动,则x=v3t                                    (2分)

2R=gt2/2                                                          (2分)

由以上各式联立解得:16R2-1.6R+x2=0                        (2分)

R=0.05m时,x有最大值,最大值为xm=0.2m                      (2分)

25.(1)线框在区域I中,P距O点x时,PQ切割磁感线产生的感应电动势为 (1分)

MN切割磁感线产生的感应电动势为  (1分)

线框中的感应电动势为==V    (2分)

类似的,PQ在区域II中距中间边界时,而MN在区域I中时,线框中的感应电动势为

=V  (2分)

线框全部在区域II中,PQ距中间边界时线框中的感应电动势为

=V(2分)

由于线框匀速运动,故水平拉力做的功等于线框中产生的焦耳热,则

=0.223J  (2分)

(2)线圈运动时产生的平均感应电动势,电量

联立化简得  (1分)

设初速度为,右边框到达中间界线时速度为,左边框到达中间界线时速度为,则据动量定理有:

   (1分)

  (1分)

   (1分)

其中 (2分)

, (1分)

故线框全部在在区域I运动时产生的热量为  (1分)

线框全部在在区域II运动时产生的热量为 (1分)

(1分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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