【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置:水平軌道上安裝兩個(gè)光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細(xì)線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤.實(shí)驗(yàn)時(shí),保持軌道和細(xì)線水平,通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力.
(1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?(回答“是”或“否”)
(2)實(shí)驗(yàn)需要用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度l,如圖2所示,則l=________mm;
(3)實(shí)驗(yàn)獲得以下測量數(shù)據(jù):小車(含傳感器和擋光板)的總質(zhì)量M,平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0,擋光板的寬度l,光電門1和光電門2的中心距離x,某次實(shí)驗(yàn)過程:力傳感器的讀數(shù)F,小車通過光電門1和光電門2的擋光時(shí)間分別為t1、t2.小車通過光電門2后砝碼盤才落地,重力加速度為g.該實(shí)驗(yàn)對(duì)小車需驗(yàn)證的表達(dá)式是_________________ (用實(shí)驗(yàn)中測出的物理量表示).
【答案】(1)否 (2)5.50
(3)Fx-m0gx=M[()2-()2]
【解析】(1)當(dāng)用砝碼盤和砝碼的重力表示繩子的拉力時(shí),要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.該實(shí)驗(yàn)繩子的拉力通過傳感器測出,不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀.(3)該實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證小車所受合力做的功是否等于小車動(dòng)能的變化量,結(jié)合極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度得出通過光電門的速度,抓住平衡摩擦力時(shí)摩擦力與砝碼的重力相等得出摩擦力的大小,從而得出需驗(yàn)證的表達(dá)式.
解:(1)因?yàn)樾≤嚨睦梢酝ㄟ^傳感器測量,不需要用砝碼盤和砝碼的總重力表示,
所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.
(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10 mm=0.50 mm,則最終讀數(shù)為5.50 mm.
(3)小車通過光電門1、2的瞬時(shí)速度分別為
v1=,v2=
小車動(dòng)能的增加量為
Mv-Mv=M[()2-()2]
合力做功為:Fx-fx=Fx-m0gx
所以驗(yàn)證的表達(dá)式為Fx-m0gx=M[()2-()2]
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場,其中豎直的一條電場線如圖甲中虛線所示.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球,在電場中從O點(diǎn)由靜止開始沿電場線豎直向下運(yùn)動(dòng).以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),取豎直向下為x軸的正方向,小球的機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力.則( )
A.電場強(qiáng)度大小恒定,方向沿x軸負(fù)方向
B.從O到x1的過程中,小球的速率越來越大,加速度越來越小
C.從O到x1的過程中,相等的位移內(nèi),小球克服電場力做的功相等
D.到達(dá)x1位置時(shí),小球速度的大小為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.一根細(xì)線系住鋼球,懸掛在鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn),光電門固定在A的正下方,在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出,取v=作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
(1)用ΔEp=mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離.
A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端
B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心
C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端
(2)用ΔEk=mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小,用刻度尺測量遮光條寬度,示數(shù)如圖所示,其讀數(shù)為________cm.某次測量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s,則鋼球的速度為v=________m/s.
(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
ΔEp(×10-2J) | 4.892 | 9.786 | 14.69 | 19.59 | 29.38 |
ΔEk(×10-2J) | 5.04 | 10.1 | 15.1 | 20.0 | 29.8 |
他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異,認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說明理由.
(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】俄羅斯“和平號(hào)”空間站在人類航天史上寫下了輝煌的篇章,因不能保障其繼續(xù)運(yùn)行,將其墜入太平洋。設(shè)空間站的總質(zhì)量為m,在離地面高度為h的軌道上繞地球以v0的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。墜落時(shí)地面指揮系統(tǒng)使空間站在極短時(shí)間內(nèi)相對(duì)于空間站向前噴出部分高速氣體,使其速度瞬間沿原方向變小,并只在萬有引力作用下下墜入太平洋。設(shè)噴出氣體的質(zhì)量為,噴出氣體的速度相對(duì)于空間站為40v0,已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R.
【若質(zhì)量為m的物體在地球上的萬有引力勢能(以無窮遠(yuǎn)處勢能為零,其中 M 為地球質(zhì)量,G 為引力常量, r 表示物體到地心的距離)】
求:(1) 噴出氣體后空間站的速度大;
(2)空間站落到太平洋表面時(shí)的速度大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)簡圖,地面以下為較松軟的泥土.實(shí)驗(yàn)時(shí)把一質(zhì)量為m的鐵塊舉到離地面高為H的地方,讓其自由下落,落入泥土中.鐵塊下面貼有力傳感器(質(zhì)量忽略不計(jì)),可測得泥土中任意深度h處鐵塊受到的阻力Ff,圖乙為計(jì)算機(jī)根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制的擬合圖象(橫軸表示深度h,單位cm,縱軸表示阻力Ff,單位N).
分析圖象數(shù)據(jù),可得出鐵塊受到的阻力Ff與深度h的關(guān)系為________(選填“Ff=kh2”、“Ff=kh3”或“Ff=kh4”).某次實(shí)驗(yàn)中,鐵塊下落深度為h1時(shí)停止運(yùn)動(dòng),嘗試寫出鐵塊從下落到落地前驗(yàn)證其機(jī)械能守恒定律的方程________(比例系數(shù)k為已知)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是( )
A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使細(xì)線與木板平行
C.先接通電源后釋放小車
D.實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好
(2)在實(shí)驗(yàn)中,得到一條如圖所示的紙帶,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s,且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm,則小車的加速度a=________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,他們?cè)谲壍浪郊皟A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a—F圖線,如圖所示.圖線________是在軌道傾斜情況下得到的(填“①”或“②”);小車及車中砝碼的總質(zhì)量m=________kg.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于互成角度(不為0和180°)的一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A. 一定是直線運(yùn)動(dòng) B. 一定是曲線運(yùn)動(dòng)
C. 可能是直線,也可能是曲線運(yùn)動(dòng) D. 以上答案都不對(duì)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下面所列舉的物理學(xué)家及他們的貢獻(xiàn),其中正確的是( )
A. 元電荷最早由庫侖通過油滴實(shí)驗(yàn)測出
B. 牛頓通過扭秤實(shí)驗(yàn)測定出了靜電引力常數(shù)K
C. 法拉第首先提出了電場的概念且采用了電場線描述電場
D. 安培總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律
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