【題目】某探究學習小組的同學欲驗證動能定理,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙.當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態(tài).
若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:
(1)你認為還需要的實驗器材有____________.
(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是_______________,實驗時首先要做的步驟是_______________.
(3)在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________.(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)
【答案】(1)刻度尺,天平
(2)沙和沙桶的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量,平衡摩擦力
(3)mgL=M(v22﹣v12)
【解析】(1)實驗要驗證動能增加量和總功是否相等,故需要求出總功和動能,故還要天平和刻度尺;
(2)沙和沙桶加速下滑,處于失重狀態(tài),其對細線的拉力小于重力,設拉力為T,根據(jù)牛頓第二定律,有
對沙和沙桶,有 mg﹣T=ma
對小車,有 T=Ma
則
故當m<<M時,有T≈mg;
實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力.
(3)合力功為mgL,實驗探究合力功與動能變化的關系,所以本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為mgL=M(v22﹣v12).
點晴:根據(jù)實驗原理,得到需要驗證的表達式,從而確定需要的器材;
實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功,用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力,對滑塊受力分析,受到重力、拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,必須使重力的下滑分量等于摩擦力;同時重物加速下降,處于失重狀態(tài),故拉力小于重力,可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達式分析討論.
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【題目】如圖甲所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以0.3m/s的速度勻速上。F(xiàn)當紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管水平勻速向右運動,測得紅蠟實際運動的方向與水平方向的夾角為37°,則:(已知sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)根據(jù)題意可知玻璃管水平方向的移動速度為_______m/s.
(2)若玻璃管的長度為0.6m,則當紅蠟塊從玻璃管底端上浮到頂端的過程中,玻璃管水平運動的距離為_______m.
(3)如圖乙所示,若紅蠟塊在A點勻速上浮的同時,使玻璃管水平向右作勻加速直線運動,則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖中的_______.
A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無法確定
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【題目】下列關于力的說法正確的是
A. 作用力和反作用力作用在同一物體上
B. 太陽系中的行星均受到太陽的引力作用
C. 運行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變
D. 伽利略的理想實驗說明了力不是維持物體運動的原因
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【題目】半徑為a、右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿,它們單位長度電阻均為R0,圓環(huán)水平固定放置,環(huán)內(nèi)區(qū)域分布著垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B。直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,直桿始終與圓環(huán)良好接觸,其位置由 θ 確定。求:
(1)當θ=時,直桿產(chǎn)生的電動勢E的大。
(2)當導體直桿處于如圖所示位置,且θ=時,直桿受的安培力F的大小
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【題目】用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=_____m/s;
(2)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=_____J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=_____J,由此得出的結(jié)論是_____.
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動,經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上.已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,桌面高h=0.45 m.不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)小物塊落地點距飛出點的水平距離x;
(2)小物塊落地時的動能Ek;
(3)小物塊的初速度大小v0.
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【題目】如圖所示為兩列沿繩傳播的(虛線表示甲波,實線表示乙波)簡諧橫波在某時刻的波形圖,M為繩上x=0.2 m處的質(zhì)點,則下列說法中正確的是( )
A. 圖示時刻質(zhì)點M的速度為零
B. M點是振動加強點
C. 甲波的傳播速度v1比乙波的傳播速度v2大
D. 由圖示時刻開始,甲波再經(jīng)周期,質(zhì)點M將位于波峰
E. 位于原點的質(zhì)點與M點的振動方向總是相反的
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【題目】如圖所示,某同學在研究平拋運動的實驗中,在小方格紙上畫出小球做平拋運動的軌跡以后,又在軌跡上取出a、b、c、d四個點(軌跡已擦去).已知小方格紙的邊長L=2.5cm.g取10m/s2.請你根據(jù)小方格紙上的信息,通過分析計算完成下面幾個問題:
(1)根據(jù)水平位移,求出小球平拋運動的初速度v0=_____m/s
(2)小球運動到b點的速度是_____m/s
(3)從拋出點到b點所經(jīng)歷的時間是_____s.
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【題目】錢華同學的爸爸是個電氣工程師,錢華經(jīng)?吹桨职衷谟枚嘤秒姳磉M行一些測量。在高中物理課堂上學習了多用電表的用法之后,爸爸給他出了一道題目,讓他通過測量找到發(fā)光二極管的負極。
(1)錢華同學做了如下兩步具體的操作:第一,將多用電表選擇開關旋轉(zhuǎn)到電阻擋的×1檔,經(jīng)過______之后,他把紅表筆接在二極管的短管腳上,把黑表筆接在二極管的長管腳上,發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光,如圖甲所示;然后他將兩表筆的位置互換以后,發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光。這說明二極管的負極是________(填寫“長管腳”或者“短管腳”)所連接的一極。
(2) 錢華同學的好奇心一下子就被激發(fā)起來了。他琢磨了一下,然后又依次用電阻擋的×1檔,×10檔,×100檔,×1k檔分別進行了二極管導通狀態(tài)的準確的測量,他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越______(填寫“大”或者“小”),請幫助他分析一下具體的原因:________________。
(3)錢華同學的興趣越來越濃厚,他思考這個發(fā)光二極管是否象普通電阻一樣,兩端電壓與通過的電流成正比呢?他求助物理實驗室老師探究該二極管的伏安特性,測繪它的伏安特性曲線,通過實驗,測得發(fā)光二極管兩端電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表:
U/V | 0 | 1.50 | 1.80 | 1.90 | 2.00 | 2.08 | 2.19 | 2.33 |
I/mA | 0 | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.09 | 0.20 |
U/V | 2.43 | 2.51 | 2.56 | 2.62 | 2.70 | 2.82 | 2.87 | |
I/mA | 0.50 | 0.80 | 1.00 | 3.00 | 5.00 | 9.00 | 11.01 |
①請在下圖乙中以筆畫線代替導線,按實驗要求將實物圖中的連線補充完整_______。
②請你根據(jù)少年科學家們實驗時收集到的數(shù)據(jù),在圖丙所示的坐標紙中畫出該發(fā)光二極管)的伏安特性曲線(IU圖線)______。
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