【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機,是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置,用來研究勻變速直線運動的規(guī)律.某同學(xué)對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律,如圖乙所示.

(1)實驗時,該同學(xué)進行了如下操作:

①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片,B的含掛鉤)的重物用繩連接后,跨放在輕質(zhì)定滑輪上,處于靜止狀態(tài),測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h

②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運動,光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt

③測出擋光片的寬度d,計算有關(guān)物理量,驗證機械能守恒定律.

(2)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為mgh____ (g已知)

(3)引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有________________________(寫一條即可)

(4)驗證實驗結(jié)束后,該同學(xué)突發(fā)奇想:如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒,不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大,那么am之間有怎樣的定量關(guān)系?am增大會趨于一個什么值?請你幫該同學(xué)解決:

①寫出am之間的關(guān)系式:a________________(還要用到Mg)

a的值會趨于____________

【答案】mgh(2Mm) 繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、滑輪有質(zhì)量有動能、重物運動受到空氣阻力等 重力加速度g

【解析】

(2)[1]系統(tǒng)的末速度為

系統(tǒng)重力勢能的減小量

系統(tǒng)動能的增加量為

若系統(tǒng)機械能守恒,則有

(3)[2]系統(tǒng)機械能守恒的條件是只有重力做功,引起實驗誤差的原因可能有:繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運動受到空氣阻力等;

(4)[3][4]根據(jù)牛頓第二定律得,系統(tǒng)加速度為:

不斷增大,則趨向于重力加速度

練習冊系列答案
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【題目】下列關(guān)于靜電場的說法,正確的是(

A. 正負電荷在電場中同一點受電場力方向相反,所以某一點場強方向與所放電荷正負有關(guān)

B. 電場中場強越大的地方,電場線越密

C. 電場中電勢越高的地方,等勢面越密

D. 公式不能計算點電荷周圍的電場強度

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【題目】如圖所示,在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中,衛(wèi)星首先進入橢圓軌道I,然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度,讓衛(wèi)星進入地球同步軌道,則( )

A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11. 2 km/s

B.衛(wèi)星在同步軌道II上的運行速度大于7. 9 km/s

C.在軌道I上,衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度

D.衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道I進入軌道II

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【題目】如圖所示,平行板電容器兩極板帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地.在兩極板間有一固定在A點的點電荷,以E表示兩極板間的電場強度,Ep表示點電荷在A點的電勢能,θ表示靜電計指針的偏角.若保持下極板不動,將上極板向上移動一小段距離至圖中虛線位置,則正確的是

A.θ增大,E增大

B.θ增大,Ep不變

C.E不變,Ep增大

D.E不變,Ep不變

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【題目】質(zhì)量m=1kg的物體在光滑水平面上由靜止開始沿直線運動,所受水平外力F與運動距離x的關(guān)系如圖所示。對圖示的全過程進行研究,下列敘述正確的是( )

A. 外力做的功為28J

B. 物體的運動時間為5s

C. 外力做功的平均功率約為5.7W

D. 物體運動到x=5m處時,外力做功的瞬時功率為25W

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【題目】發(fā)電機輸出功率為,輸出電壓為,用戶需要的電壓為,輸電線電阻為.若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的.

1)畫出此輸電線路的示意圖.

2)試求在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.

3)用戶得到的電功率是多少?

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【題目】絕緣水平面上固定一正點電荷Q,另一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q0)的滑塊(可看做點電荷)a點以初速度v0沿水平面向Q運動,到達b點時速度減為零.已知a、b間距離為s,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.以下判斷正確的是(  )

A.滑塊在運動過程中所受Q的庫侖力有可能大于滑動摩擦力

B.滑塊在運動過程中的中間時刻,速度的大小等于

C.此運動過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為

D.Q產(chǎn)生的電場中,ab兩點間的電勢差為

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【題目】如圖甲是某同學(xué)測量重力加速度的裝置,他將質(zhì)量均為M的兩個重物用輕繩連接,放在光滑的輕質(zhì)滑輪上,這時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。該同學(xué)在左側(cè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物,這時,由于小重物m的重力作用而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動,該同學(xué)用某種辦法測出系統(tǒng)運動的加速度并記錄下來。完成一次實驗后,換用不同質(zhì)量的小重物,并多次重復(fù)實驗,測出不同m時系統(tǒng)的加速度a并作好記錄。

1)若選定物塊從靜止開始下落的過程進行測量,則需要測量的物理量有____

A.小重物的質(zhì)量m B.大重物的質(zhì)量M

C.繩子的長度 D.重物下落的距離及下落這段距離所用的時間

2)經(jīng)過多次重復(fù)實驗,得到多組am數(shù)據(jù),做出圖像,如圖乙所示,已知該圖象斜率為k,縱軸截距為b,則可求出當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g_______,并可求出重物質(zhì)量M_________。(用kb表示)

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【題目】如圖所示,用起電機使金屬球A帶上正電,靠近驗電器B,則(  )

A. 驗電器金箔不張開,因為球A沒有和B接觸

B. 驗電器金箔張開,因為整個驗電器都帶上了正電

C. 驗電器金箔張開,因為整個驗電器都帶上了負電

D. 驗電器金箔張開,因為驗電器下部箔片都帶上了正電

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