题目列表(包括答案和解析)
如图1所示,一轻绳跨过一固定的滑轮,两端各连接质量分别为m1和m2的物体.为不失一般性,设m1<m2.放手后m2将加速下降,m1加速上升,加速度大小均为a.注意此时轻绳也将做变速运动,为判断绳中张力大小是否处处相等,如图1中所示可以隔离质量为Δm的一小段绳子加以研究,其受力分析如图2所示,Δmg为绳子本身所受的重力,F1、F2分别为上、下绳子的拉力.由牛顿第二定律有Δmg+F2-F1=Δma.由于整段绳为轻绳即质量可以忽略不计,故Δm趋近于零,而加速度a为有限值,因此F2=F1,即不论轻绳是否平衡均满足张力大小处处相等.
力学问题的研究对象中有很多所谓的轻小物体,其特点之一就是可以忽略质量,同时也可以忽略重力.从上面的分析知可同样对其作受力分析,利用牛顿运动定律求解有关问题.
例2 如图3所示,一小球在纸面内来回摆动.当轻绳OA与OB拉力相等时,摆线OC与竖直面夹角θ为( )
A.15° B.30° C.45° D.60°
某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
时刻 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度v(m/s) | 4.52 | 4.04 | 3.56 | 3.08 | 2.60 |
v2(m2/s2) | 20.43 | 16.32 | 12.67 | 9.49 | 6.76 |
某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
时刻 |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
速度v(m/s) |
4.52 |
4.04 |
3.56 |
3.08 |
2.60 |
v2(m2/s2) |
20.43 |
16.32 |
12.67 |
9.49 |
6.76 |
(1)在所给的坐标纸上作出v2—h图象;
(2)分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:_______________________;
(3)由图象求得的重力加速度是______m/s2(结果保留三位有效数字)。
第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:
(1)图乙的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________(按顺序填写相应图线所对应的文字);
(2)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是:_____________________________。
时刻 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度v(m/s) | 4.52 | 4.04 | 3.56 | 3.08 | 2.60 |
v2(m2/s2) | 20.43 | 16.32 | 12.67 | 9.49 | 6.76 |
时刻 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度 v(m/s) | 4.52 | 4.04 | 3.56 | 3.08 | 2.60 |
V2(m2/s2) | 20.43 | 16.32 | 12.67 | 9.49 | 6.76 |
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