【題目】小明同學采用如圖 1 所示的裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗.圖 1是即將啟動打點計時器時的場景,圖 2 是備選的測量器材
(1)除了圖 1 裝置中的器材之外,還必須從圖 2 中選取實驗器材,其名稱是________ ;
(2)指出圖 1 裝置中不合理的地方 __________(一處);
(3)在實際的測量中,重物減少的重力勢能通常會______ (選填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的動能,這樣產(chǎn)生的誤差屬于 __________(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”);
(4)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒,在紙帶上選取多個計數(shù)點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v,描繪 v 2 ﹣h 圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒。
請你分析論證該同學的判斷依據(jù)是否正確并說明原因___________.
【答案】(1)毫米刻度尺; (2)重錘離打點計時器太遠,為了能在紙帶上打出更多的點,則紙帶應(yīng)該上提; (3)略大于; 系統(tǒng)誤差; (4)不正確。要想通過v2-h圖象的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g.
【解析】
(1、2)根據(jù)正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理,從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材;(3)在實際的測量中,由于有阻力的作用,使得重物減少的重力勢能通常會略大于增加的動能;(4)如果v2-h圖象為直線,僅表示合力恒定,與機械能是否守恒無關(guān),比如:阻力恒定,合外力一定,加速度一定,v2-h圖象也可能是一條過原點的傾斜的直線。
(1)實驗中紙帶上的點點之間的距離需要測量,故用到毫米刻度尺;
(2)由圖可知,重錘離打點計時器太遠,為了能在紙帶上打出更多的點,則紙帶應(yīng)該上提;
(3)在實際的測量中,由于有阻力的作用,使得重物減少的重力勢能通常會略大于增加的動能,這樣產(chǎn)生的誤差屬于系統(tǒng)誤差;
(4)該同學的判斷依據(jù)不正確。
在重物下落h的過程中,若阻力f恒定,根據(jù)mgh-fh=mv2,可得:v2=2(g-)h,則此時v2-h圖象就是過原點的一條直線。所以要想通過v2-h圖象的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g。
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【題目】如圖所示,平行金屬導軌水平固定。兩導軌間距為L=0.5m,左端接一電動勢E=3V、內(nèi)阻r=0.1Ω的電源,在導軌上放置一根質(zhì)量為m=100g、長度為L=0.5m的金屬棒PQ,金屬棒電阻為R=0.5Ω,導軌電阻不計,整個裝置處在勻強磁場中。磁感應(yīng)強度大小為B=0.4T、方向與水平面成θ=53°斜向下,此時金屬棒恰不運動。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2,求金屬棒與金屬導軌間的動摩擦因數(shù)。
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【題目】如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線。曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點的坐標分別為、。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是( 。
A. 電源1與電源2的內(nèi)阻之比是
B. 電源1與電源2的電動勢之比是
C. 在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是
D. 在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是
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【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:3,兩端共接有六只相同的小燈泡L1、L2、L3、L4、L5和L6(電阻恒定不變),變壓器的原線圈接有輸出電壓U恒定的交流電源,六只小燈泡均發(fā)光。下列說法正確的是( )
A. L1、L2、L3三只燈泡亮度一定相同
B. 小燈泡L2一定比L4亮
C. 交流電源輸出電壓U是小燈泡L4兩端電壓的4.5倍
D. L1消耗的功率是L2消耗燈泡的2.25倍
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【題目】某同學在實驗室測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室中有如下器材:
A.待測干電池
B.電流表,內(nèi)電阻
C.電流表,內(nèi)電阻
D.滑動變阻器甲最大阻值
E.滑動變阻器乙最大阻值
F.定值電阻
G.定值電阻
H.定值電阻
以及導線和開關(guān).
由于沒有電壓表,為此他設(shè)計了如圖所示的電路完成了實驗要求的測量.
(1)為了方便并能較準確測量,滑動變阻器應(yīng)選______,定值電阻應(yīng)選用______填寫各器材前的序號
(2)若某次測量中電流表G的示數(shù)為,電流表A的示數(shù)為;改變滑動變阻器的位置后,電流表G的示數(shù)為,電流表A的示數(shù)為則可知此電源的內(nèi)電阻______,電動勢______用給出和測得的物理量表示
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【題目】如圖所示,光滑水平面上放一個質(zhì)量為M足夠長的木板,開始M靜止,現(xiàn)在有一個質(zhì)量為m的滑塊以速度v0滑上M,m和M間的動摩擦因數(shù)為,以下說法正確的是( )
A. 如果增大M,則m和M相對運動的時間變長,因摩擦而產(chǎn)生的熱量增加
B. 如果增大m,則m和M相對運動的時間變短,m在M上滑行的距離變大
C. 如果增大動摩擦因數(shù),則因摩擦而產(chǎn)生的熱量不變
D. 如果增大初速度v0,則因摩擦而產(chǎn)生的熱量增加
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【題目】如圖所示,在高度差h=0.5m的平行虛線范圍內(nèi)有勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B=0.5T,方向垂直于豎直平面向里.正方形線框abcd,其質(zhì)量為m=0.1kg,邊長為L=0.5m,電阻為R=0.5Ω,線框平面與豎直平面平行.線框靜止在位置I時,cd邊與磁場的下邊緣有一段距離,現(xiàn)用一豎直向上的恒力F=4.0N向上拉動線框,使線框從位置Ⅰ無初速的向上運動,并穿過磁場區(qū)域,最后到達位置Ⅱ(ab邊剛好出磁場).線框平面在運動過程中始終在豎直平面內(nèi),且cd邊保持水平.設(shè)cd邊剛進入磁場時,線框恰好開始做勻速運動.求:
(1)線框進入磁場前與磁場下邊界的距離H;
(2)線框從位置Ⅰ運動到位置Ⅱ的過程中,恒力F做的功及線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量.
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【題目】如圖所示,水平軌道左端與長 的水平傳送帶相接,傳送帶逆時針勻速運動的速度。輕彈簧右端固定在光滑水平軌道上,彈簧處于自然狀態(tài)。現(xiàn)用質(zhì)量 的小物體(視為質(zhì)點)將彈簧壓縮后由靜止釋放,到達水平傳送帶左端 點后,立即沿切線進入豎直固定的光滑半圓軌道最高點并恰好做圓周運動,經(jīng)圓周最低點 后滑上質(zhì)量為 的長木板上,豎直半圓軌道的半徑,物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù),物塊與木板間動摩擦因數(shù)。取。求:
(1)物塊到達點時速度 的大小。
(2)彈簧被壓縮時的彈性勢能。
(3)若長木塊與水平地面間動摩擦因數(shù)時,要使小物塊恰好不會從長木板上掉下,木板長度的范圍是多少(設(shè)最大靜動摩擦力等于滑動摩擦力)。
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【題目】一質(zhì)量為m的小球在光滑的水平面上以速度做勻速直線運動,在t=0時受到水平方向恒力F作用,速度先減小后增大,其最小值為,由此可以判斷( )
A. 質(zhì)點受力F作用后一定做勻速直線運動
B. 質(zhì)點受力F作用后可能做圓周運動
C. t=0時恒力F與速度方向間的夾角為60°
D. 時,質(zhì)點速度最小
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