若挑选的一条点迹清晰的纸带如下.且已知滑块的质量为.沙和沙桶的总质量.相邻两个点之间的时间间隔为.从A点到B.C.D.E.F点的距离依次为S1.S2.S3.S4.S5(图12中未标出S3.S4.S5).则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中.沙和沙桶的重力所做的功W= ,该滑块动能改变量的表达式为ΔEK= . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在实验操作正确的前提下,若挑选的一条点迹清晰的纸带如图所示,已知相邻两个点间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5(图中未标s3、s4、s5),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中,合外力对滑块所做的功W=
mg(S4-S1
mg(S4-S1
;该滑块动能改变量的表达式为△EK=
1
2
M[(
s5-s3
2T
)
2
-(
s2
2T
)
2
]
1
2
M[(
s5-s3
2T
)
2
-(
s2
2T
)
2
]
(结果用题中已知物理量的符号表示);若满足
W≈△EK
W≈△EK
,则动能定理得证.

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(19分)(1)某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时,有如下操作步骤:

A.在铁架台上水平固定好打点计时器,将连有重物的纸带竖直穿过限位孔用手提住,让手尽量靠近打点计时器;

B.松开纸带,赶紧接通电源,开始打点,随后从重物上取下纸带;

C.挑选点迹清晰的纸带,在纸带上选取相隔较远的两个点a、b作为验证的两个状态,测出这两个点之间的距离就是这两个状态之间重物下落的高度h;

D.以a作为连续三个测量点的中间点,测算出该三点中首尾两点之间的平均速度就是a点的瞬时速度va,用同样的方法,测出b点的瞬时速度vb;

E.计算上述两个状态之间重物动能的增加量,计算重物重力势能的减少量mgh,比较它们的大小是否相等。

该实验小组在上述实验步骤中有两个错误的操作,其错误的步骤和错误是:

①                                                                     ;

②                                                                     。

(2)下面是该小组按正确操作时的情况记录:已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,重力加速度近似取g=10.00m/s2,从实验获得的纸带中选取一条点迹清楚且符合要求的纸带(如图),若把第一点记作O,另选择连续的三个点B、C、D作为测量的点,经测量B、C、D点到O点的距离分别为70.18cm,77.00cm,85.18cm。若重物质量为1kg,由此可知重物在纸带打击O点到打击C点的运动过程中,重力势能的减小量为         J;动能的增加量是         J。除了考虑g的取值带来的影响以外,你认为导致实验误差的主要原因是                   。

22(2)题图

 

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某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
A.按如图摆好实验装置,
B.将质量M=0.20 kg的小车拉到打点计时器附近,并按住小车,
C.在总质量m分别为10 g、30 g、50 g的三种
钩码中,挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线
的挂钩上,
D.接通打点计时器的电源(电源频率为f=50 Hz), 然后释放小车,打出一条纸带。
①多次重复实验,从中挑选一条点迹清晰的纸带如图所示。把打下的第一点记作“0”,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用毫米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.0075 m,d2=0.03001m,d3=0.0675 m,d4=0.1200 m,d5=0.1875m,d6=0.2700 m,他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8 m/s2)作为小车所受合力算出打下“0”点到打下“5”点合力做功。则合力做功=______ ,小车动能的改变量=______(结果保留三位有效数字)。

② 此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大,显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是                    ;                            。(写出两条即可)

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,在实验数据处理中,要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近
2
2
 mm,并且点迹清晰的纸带进行测量.用质量 1.00kg的重锤自由下落,若选出纸带如图所示,相邻记数点之间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.则从点O到打下记数点B的过程中,动能的增加量
0.473
0.473
 J,机械能损失了
0.003
0.003
 J(保留3位有效数字).

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精英家教网小昕所在的实验小组利用图a 所示的实验装置验证机械能守恒定律,打出的纸带如图b所示,O点速度为零,A、B、C、D、E、F是打出的连续的点,已知交流电的周期为T,BC间距离为s1,CD 间距离为s2,DE间距离为s3,EF间距离为s4
(1)对于该实验,以下说法正确的是
 

A.应该用天平测量重物的质量
B.应该用秒表测量重物下落的时间
C.选择重锤时,应该选择质量和体积都较大的
D.如果用电磁打点计时器,不能用4节干电池(一节干电池的电压为1.5V)供电,只能接4-6V的交流电源
E.在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中,“王亚平”可以用图a装置来验证机械能守恒定律
F.实验时,应该先闭合电源再松开纸带
G.实验时,要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2cm且点迹清晰的纸带进行测量.
(2)小华所在的实验小组则用该实验装置来验证动能定理,若还知道当地的重力加速度为g,但纸带B之前的点(不包含B点)模糊不清,请用题目所给的条件,写出验证动能定理的符号表达式:
 
(用题干所给的符号表示).实际上,在实验中总有重力所做的功WG
 
△EK(动能的变化量)(填“>,=,<”),其原因是:
 

(3)小明所在的实验小组则用该实验装置,采用作图法来验证机械能守恒定律,如果以v2为纵轴,以h(h为各点到初始点O的距离)为横轴,下图ABCD选项中是四个同学根据实验数据绘出的v2-h图线,则正确的图象是:
 
,根据正确的v2-h图线,该图线的斜率等于
 

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(4)小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带,还测出当地的重力加速度,其符号表达式为 g=
 
(用题干所给的符号表示).

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第一部分  选择题(每题4分,共40分,漏选给2分,错选、不选给0分)

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

B

CD

C

BC

ABC

BD

AC

BD

AC

CD

AC

CD

第二部分 非选择题(共110分)

13.(1)(4分)直径读数为  2.010   mm; 长度是  11.45   mm

(每空2分,第一空最后一位估计允许偏差±0.001mm,第二空答案是唯一的)

(2)(10分)

(a)实验电路图(2分,有错给0分)

(b)  110   W,    1.10   V。

(c)电动势E=  1.30  V,内电阻r=__20__W.

(每空2分,有效数字不做要求)

14.(1)(2分)还需要的实验器材是:

   刻度尺、天平(配砝码)  .(每项1分)

(2)(每空2分)

还缺哪些实验步骤: 平衡摩擦力(适当垫起长木板的左端,直至轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速滑行为止)

 

应控制的实验条件: 实验中保持

 

要验证的数学表达式:

 

(3)(每空2分)

W=;    ΔEK

本题第(1)、(2)问可能会出现许多不同的解答,可参考以下方案给分:

解一:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)

(2)所缺的步骤:在沙桶中装适量的细沙,直到轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速运动为止(2分),用天平测出此时沙和小桶的总质量m′(2分).

本实验最终要验证的数学表达式(2分)

解二:(1)天平(1分)   刻度尺(1分) 

(2)所缺的步骤:在沙桶中装适量的细沙直到轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速运动为止(2分),用天平测出此时沙和小桶的总质量m′(1分).实验中保持.(1分)

本实验最终要验证的数学表达式(2分)

解三:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)   小木块(1分)

(2)所缺的步骤:先将空的小沙桶从滑轮上取下,用天平测定小沙桶的质量(2分),再将空的小沙桶挂回,用小木块将长木板的左端稍稍垫起,直至轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速滑行为止(1分).

本实验最终要验证的数学表达式(2分)

解四:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)   小木块(1分)

(2)所缺的步骤:先将小沙桶和滑块的连线断开,用小木块将长木板的左端稍稍垫起(1分),直至轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速滑行为止(1分).实验中保持.(1分)

本实验最终要验证的数学表达式(2分)

解五:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)    小木块(1分)  

(2)所缺的步骤:先将空的小沙桶从滑轮上取下,用天平测定小沙桶的质量(1分),再将空的小沙桶挂回,用小木块将长木板的左端稍稍垫起,直至轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速滑行为止(1分).实验中保持.(1分)

本实验最终要验证的数学表达式(2分)

 

15.(10分)解:着陆器从高度为h处平抛到第二次着陆,由机械能守恒有:

                            2分

得出月球表面的重力加速度为:………①         3分

当卫星的轨道半径为月球半径R时,发射速度最小,设最小速度为,由万有引力(约等于重力)提供向心力有:

………②                                    2分

   由①②式可得出:………③     3分

 

    

16.(12分)

解:(1)由左手定则和题意知,小球带负电   ………2分

设小球第一次到达最低点时的速度为v,则由动能定理(或由机械能守恒定律)可得: ………2分

在最低点由向心力公式得:

………2分

解得:q=2.5×10-3C ………1分

(2)根据机械能守恒定律,小球第二次到达最低点时,速度大小仍为v………2分

由向心力公式得:………2分

解得:F=5.5×10-2N………1分

 

17.(14分)

解:(1)金属杆做加速度不断减小的加速运动………2分

(2)由图象知:

   时,

   此时由于平衡………2分

   得:………2分

(3)由图象知:

此时由牛顿第二定律:………2分

即:;………3分

解得:………3分

 

18.(15分)

解:(1)因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做匀速直线运动,所以油滴受的合力为零,若油滴带负电,则其合力一定不为零;若油滴带正电,则其合力可以为零,所以油滴带正电.………3分

 (2) 由平衡条件知: ………3分

 ………2分                 

(3)油滴从进入区域到点的过程由动能定理:

   ………3分

   ;………2分

   ………2分

19.(16分)

解:(1)对球,从静止到碰的过程由动

能定理:;………1分

即:

得:…1分

    碰撞由动量守恒,令水平向左为正:有:………1分

    得:(向左)………1分

     加上竖直向上的电场后,整体仍做圆周运动到最高点的过程由动能定理:

      ………1分

     得: ………1分

    在最高点,由牛顿第二定律:………1分

    得:………1分

(2)整体能完成圆周运动的条件是:在点:………1分

即:    ………1分

得:………1分

碰撞由动量守恒,令水平向左为正:有:

   得:  ………1分  由  得:………1分

碰撞由动量守恒,令水平向右为正:有:

得:  ………1分  由  得:………1分

所以,满足的条件是:………1分

 

20.(17分)

解:解:(1)质子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动,根据

牛顿第二定律有:………2分

得半径为:………2分

(2)由于质子的初速度方向与x轴正方向的夹角为300

且半径恰好等于OA,因此质子将在磁场中做半个圆周

运动到达y轴上的C点,如图所示.

根据圆周运动的规律,质子做圆周运动的周期为: ………2分

质子从出发运动到第一次到达y轴的时间为: ………1分

质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同,在电场中先做匀减速运动,速度减为零后反向做匀加速直线运动,设质子在电场中运动的时间为t2,根据牛顿第二定律有:

………2分,得………1分

因此质子从开始运动到第二次到达y轴的时间为: ………2分.

(3)质子再次进入磁场时,速度的方向与电场的方向相同,在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,到达y轴的D点.由几何关系得CD=2Rcos300  ………2分

则质子第二次到达y轴的位置为

………2分

即质子第三次到达y轴的坐标为(0,34.6). ………1分

 

 

 

 


同步练习册答案