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精英家教網(wǎng) > 高中物理 > 題目詳情

8．為了驗(yàn)證動(dòng)能定理，某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖所示的裝置，備有下列器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙．他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m．當(dāng)滑塊連接上紙帶，讓細(xì)線跨過(guò)滑輪并懸掛空的小桶時(shí)，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是M遠(yuǎn)大于m，實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是平衡摩擦力．

分析為使繩子拉力為合力，應(yīng)先平衡摩擦力，繩子拉力近似等于沙和沙桶的重力，應(yīng)滿足沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量．

解答解：根據(jù)牛頓第二定律可知當(dāng)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量時(shí)，繩子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，由受力分析可知，為保證細(xì)線拉力為木塊的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．
故答案為：M遠(yuǎn)大于m；平衡摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理是解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是兩個(gè)問題，一個(gè)是怎樣才能使滑塊受到的合力是繩子的拉力，再一個(gè)是怎樣才能使繩子拉力近似等于小桶的重力．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

8．把邊長(zhǎng)為5cm、總匝數(shù)為400匝、總電阻為2.5歐的正方形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在0.2s時(shí)間內(nèi)線圈平面從平行于磁場(chǎng)方向的位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，到達(dá)與磁場(chǎng)方向垂直的位置，那么在這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為0.5V，通過(guò)線圈的電量為0.04C．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

9．在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，有一點(diǎn)P，與點(diǎn)電荷Q的距離為r；現(xiàn)在P點(diǎn)放一電量為q的試探電荷，其受到的電場(chǎng)力為F，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為（　�。�

A．

$\frac{F}{Q}$

B．

$\frac{F}{q}$

C．

$\frac{Q}{{r}^{2}}$

D．

$\frac{q}{{r}^{2}}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．

如圖甲所示為兩平行金屬板，板間電勢(shì)差變化如乙圖所示．一帶電小球位于兩板之間，已知小球在0～t時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在3t時(shí)刻小球恰好經(jīng)過(guò)靜止時(shí)的位置，整個(gè)過(guò)程帶電小球沒有與金屬板相碰．則乙圖中U_x的值為（　�。�

A．

3U₀

B．

4U₀

C．

5U₀

D．

6U₀

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．

為了“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，查資料得知，彈簧的彈性勢(shì)能E_p=

$\frac{1}{2}$ kx²，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧長(zhǎng)度的變化量．某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球（質(zhì)量為m）運(yùn)動(dòng)來(lái)探究這一問題．為了研究方便，把小球放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)，讓小球在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，既只有彈簧彈力做功．該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來(lái)，在彈簧的另一端掛上小球，靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d．
在此步驟中，目的是要確定物理量彈簧的勁度系數(shù)k，用m、d、g表示為

$\frac{mg}uytasxs$ ．
接著進(jìn)行如圖實(shí)56乙所示的實(shí)驗(yàn)：將這根彈簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球壓縮，測(cè)得壓縮量為x，釋放彈簧后，小球被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小球在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)．
小球的初動(dòng)能E_k1=0．
小球離開桌面的動(dòng)能E_k2=

$\frac{mg{L}_{\;}^{2}}{4h}$ ．
彈簧對(duì)小球做的功W=

$\frac{mg{x}_{\;}^{2}}{2d}$ （用m、x、d、g表示）．
對(duì)比W和E_k2-E_k1就可以得出“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．

某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)能定理，裝置如圖所示．
在一傾斜的氣勢(shì)導(dǎo)軌固定在水平面上，已測(cè)得導(dǎo)軌總長(zhǎng)為L(zhǎng)，斜面高h(yuǎn)，氣勢(shì)導(dǎo)軌A、B兩點(diǎn)各有一個(gè)光電門，一帶條形遮光片的滑塊，已知其質(zhì)量為M，用一根細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪，將滑塊與質(zhì)量為m的鉤碼相連；現(xiàn)測(cè)得遮光條的寬度為d，A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為s，可以認(rèn)為遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作通過(guò)該位置的瞬時(shí)速度，待鉤碼靜止時(shí)，將滑塊由靜止從斜面頂端釋放，滑塊通過(guò)光電門A的時(shí)間為t₁，通過(guò)光電門B的時(shí)間為t₂．用g表示重力加速度．
（1）則在滑塊下滑過(guò)程中，滑塊在A點(diǎn)的動(dòng)能為E_K1=

$\frac{1}{2}M（\frace2qao4f{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$ ，在B點(diǎn)的動(dòng)能為E_K2=

$\frac{1}{2}M（\frac4sg2gua{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$ ．（用題中字母表示）
（2）當(dāng)實(shí)驗(yàn)中滿足條件M＞＞m時(shí)，可以認(rèn)為滑塊受的合理為

$mg+Mg\frac{h}{L}$ ，則滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，合力對(duì)滑塊做的功為W=

$（m+M\frac{h}{L}）gs$ ．（用題中字母表示）
（3）如果試驗(yàn)中

$（m+M\frac{h}{L}）gs$ =

$\frac{1}{2}M（\fractar7vjt{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M（\frac2sc2oua{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$ ，則驗(yàn)證了動(dòng)能定理．（用題中字母表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

20．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量和合外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)（使用如圖所示的裝置），設(shè)小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為 M，砂及砂桶的總質(zhì)量為 m，分別得出如圖甲、乙、丙、丁四條圖線，其中圖甲、乙、丙是 a-F 圖線，圖丁是 a-

$\frac{1}{M}$ 圖線，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

	A．	甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件 M 遠(yuǎn)大于 m
	B．	丙和丁沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件 M 遠(yuǎn)大于 m
	C．	甲同學(xué)長(zhǎng)木板的傾角太小，而乙同學(xué)長(zhǎng)木板傾角太大
	D．	甲、乙、丙三同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

17．

在紙平面上有一長(zhǎng)為h的光滑絕緣空心細(xì)管MN，管的M端內(nèi)有一帶正電的小球P₁，在紙平面上N端的正右前方2h處有一個(gè)不帶電的小球P₂，開始時(shí)P₁相對(duì)管靜止，管水平速度v₁，小球P₂在紙平面上沿著以于MN延長(zhǎng)線方向成45°角的速度v₂運(yùn)動(dòng)．設(shè)管的質(zhì)量遠(yuǎn)大于P₁的質(zhì)量，P₁在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)管的運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略（不計(jì)兩小球的重力）．已知P₁離開N端時(shí)相對(duì)紙面的速度大小恰好為

$\sqrt{2}$ v₁，且在離開管后最終能與P₂相碰，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里．試求：
（1）P₁的比荷
（2）v₁和v₂的比值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．

現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”：一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在斜面上，光電門甲的位置可移動(dòng)．不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定在帶有遮光片（寬度為d）的滑塊上，另一端通過(guò)光滑定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行（通過(guò)滑輪調(diào)節(jié)）．當(dāng)滑塊沿斜面下滑時(shí)，與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示遮光片擋光的時(shí)間t，從而可測(cè)出滑塊通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v．改變光電門甲的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較外力所做的功W與系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_k的關(guān)系，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）調(diào)節(jié)斜面的傾角θ，用以平衡滑塊的摩擦力．將帶有遮光片的滑塊置于斜面上，輕推滑塊，使之運(yùn)動(dòng)．可以通過(guò)遮光片經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動(dòng)；
（2）按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材．將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放，滑塊通過(guò)光電門甲、乙時(shí)，遮光片擋光的時(shí)間分別t₁和t₂，則滑塊通過(guò)甲、乙兩光電門時(shí)的瞬時(shí)速度分別為

$\frac4ev9sn7{{t}_{1}}$ 和

$\fracmbpw74h{{t}_{2}}$ ；
（3）用天平測(cè)出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m，用米尺測(cè)出兩光電門間的距離x，比較mgx和

$\frac{1}{2}$ （M+m）（

$\fracngmp2lz{{t}_{2}}$ ）²-

$\frac{1}{2}$ （M+m）（

$\fracbb2ehqa{{t}_{1}}$ ）²的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若兩者相等，可得出合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量．

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