【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律,當?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g。

(1)下列做法可減小實驗誤差的是___________(填字母序號)。

A.先松開紙帶后接通電源

B.用電火花計時器替代電磁打點計時器

C.在鋁錘和鐵錘中,選擇鋁錘作為重錘

(2)在實驗中,質(zhì)量為m的重錘自由下落,帶動紙帶,紙帶上打出的一系列點,如圖乙所示,O是重錘剛下落時打下的點。已知打點計時器打點的頻率為f,則從打點計時器打下O點到打下B點的過程中,重錘的重力勢能的減少量為___________,動能的增加量為___________;若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足等式___________,則機械能守恒定律得到驗證。

(3)在圖乙所示紙帶上,某同學選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到O點的距離h,算出打點計時器打下各計數(shù)點時重錘對應的速度大小v,以v2為縱軸,以h為橫軸若圖線為直線,且其斜率為___________,則可驗證機械能守恒定律。

【答案】B mgh2 2g

【解析】

第一空.先接通電源后松開紙,故A錯誤;用電火花計時器替代電磁打點計時器,紙帶與打點計時間的阻力會更小,故B正確;在鋁錘和鐵錘中,選擇鐵錘作為重錘,阻力會更小,故C錯誤。

第三空.從打點計時器打下O點到打下B點的過程中,重錘的重力勢能的減少量為mgh2;

第四空.B點時,重物的速度大小為,由于初速度為零,故此過程中,動能的增加量為: ;

第五空.若在誤差允許的范圍之內(nèi)有重力勢能減少量等于動能的增加量,即gh2f2(h3h1)2,則機械能守恒定律得到驗證;

第六空.若重物下落過程中,機械能的減少量與動能的增加量相等,則機械能守恒,即有mv2mgh,可得v2=2gh,所以若以v2為縱軸,以h為橫軸,可得圖線為一直線,且斜率為2g。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,T為理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,副線圖匝數(shù)為n2,初始時S斷開,則下列說法正確的是( )

A. 若只閉合電鍵S,V1的示數(shù)一定不變

B. 若只閉合電鍵S,A1A2A3的示數(shù)一定都變大

C. 若只增加原線圈匝數(shù)n1,R1消耗的功率一定變大

D. 若只增加原線圈匝數(shù)n1,變壓器輸入功率一定變大

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【題目】為了探究碰撞中的不變量,小明同學設(shè)計了如下實驗,小球A系在細線的一端,線的另一端固定在O,O點到水平面的高度為h,物塊B質(zhì)量是小球A5,放置于粗糙的水平面上且位于O點正下方物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)拉動小球使線水平伸直,小球由靜止開始釋放,運動到最低點時與物塊發(fā)生正碰(碰撞時間極短),觀察到小球A反彈。小球與物塊均可視為質(zhì)點,空氣阻力可以忽略不計,重力加速度為g

(1)為了探究碰撞中的不變量,還需要測量的物理量有哪些___________

A.小球與物塊碰撞的時間t B.物塊B被碰后沿水平面運動的距離l

C.小球A反彈后擺線上擺的最大角度θ D.小球A反彈后上升到最高點的時間t

(2)小球A與物塊發(fā)生正碰后的瞬間速度大小為___________,物塊被碰后瞬間速度大小為_______(用上一問中物理量表示)。

(3)為了探究碰撞中的不變量,當碰撞前后瞬間滿足關(guān)系式___________,即說明,碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒;當碰撞前后瞬間滿足關(guān)系式_______,即說明碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒。

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【題目】新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源,綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù),形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。為檢測新能源汽車的基本性能,某志愿者駕駛汽車以36km/h的速度駛?cè)胨介L直試驗場,某時刻開始剎車,汽車做勻減速直線運動直到速度減為0,然后馬上使汽車做勻加速直線運動直到恢復最初的速度。從開始剎車到恢復最初速度的過程中汽車位移與速度的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是(

A. 汽車加速過程中加速度的大小為

B. 該過程中汽車的總位移為20m

C. 該過程所用的總時間為6s

D. 汽車剎車過程中加速度的大小為2.5m/s2

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【題目】一質(zhì)點靜止在光滑水平面上。現(xiàn)對其施加水平外力F, F隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖所示,下列說法正確的是(

A. 2s末,質(zhì)點的動量為0

B. 2s末,質(zhì)點距離出發(fā)點最遠

C. 0~2s內(nèi),F的功率先增大后減小

D. 0~2s內(nèi),F的沖量為0

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【題目】下列五幅圖分別對應五種說法,其中正確的是( )

A.

小草上的露珠呈球形是由于液體表面張力的作用

B.

分子間的距離為r0時,分子勢能處于最小值

C.

微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動,即布朗運動

D.

食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的

E.

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【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓環(huán)豎直固定質(zhì)量為m的小球A套在圓環(huán)上;長為的剛性(既不伸長也不縮短)輕桿一端通過銨鏈與A連接,另一端通過鉸鏈與滑塊B連接;質(zhì)量為m的滑塊B套在固定的光滑水平長桿上,水平桿與圓環(huán)的圓心O位于同一水平線上,給B施加一水平向左的力,使小球A靜止于輕桿與圓環(huán)相切的位置現(xiàn)撒去水平力F,滑塊B由靜止開始運動,不計一切摩擦AB均視為質(zhì)點重力加速度為g,取sin37°=0.6cos37°=0.8,求:

(1)小球A靜止時滑塊B受到水平力F的大。

(2)小球A滑到與圓心O同高度時的速度大;

(3)小球A由靜止下滑至桿與圓環(huán)再次相切的過程中,桿對滑塊B做的功。

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【題目】在科幻電影《流浪地球》中,由于太陽極速衰老膨脹即將吞噬地球,所以人類要把地球離太陽系,而要想實現(xiàn)這一步,首先要讓地球停止自轉(zhuǎn)。人類采用的辦法是在赤道上假設(shè)若干臺大功率轉(zhuǎn)向發(fā)動機,利用核聚變反應中釋放的能量將燃燒物質(zhì)以極高的速度拋射到太空,利用反沖力使地球轉(zhuǎn)動逐漸減慢。已知每臺轉(zhuǎn)向發(fā)動機在單位時間內(nèi)能將質(zhì)量為m0的物質(zhì)以相對地球速度v拋出,地球質(zhì)量為,半徑為,自轉(zhuǎn)角速度為。

1)如圖所示,大圓表示地球赤道,彎曲箭頭表示地球自轉(zhuǎn)方向,小圓圈表示轉(zhuǎn)向發(fā)動機的位置。要想獲得最大的轉(zhuǎn)動力矩,使減速效果最好,請你用箭頭在途中A點標出燃燒物質(zhì)的拋射方向___________。

2)若轉(zhuǎn)向發(fā)動機都按照產(chǎn)生最大力矩方向拋射物質(zhì),求每臺轉(zhuǎn)向發(fā)動機獲得的平均反沖力F的大小___________。(說明:地球減速是個漫長的過程,但在研究反沖力時,可認為地球自轉(zhuǎn)速度不變)

3)為了計算在赤道上要假設(shè)多少臺轉(zhuǎn)向發(fā)動機,需用到與剛體(理想化模型,即形狀和大小完全不變的物體)轉(zhuǎn)動相關(guān)的物理知識。雖然我們在高中階段沒有學習關(guān)于剛體的動力學知識,但是我們可以通過類比的方法來認識它。

a.我們學過質(zhì)點平動的動力學方程:。相應地,在剛體轉(zhuǎn)動中,有 ,其中,M表示力矩,表征外力對剛體的轉(zhuǎn)動效果;I為剛體的轉(zhuǎn)動慣量,與平動中的質(zhì)量m相對應,表征剛體轉(zhuǎn)動狀態(tài)改變的難易程度。對于質(zhì)量均勻分布的剛體而言,,m為球體質(zhì)量,R為球體半徑,地球可視為質(zhì)量分布均勻的剛體。到目前為止,你可能還不知道所代表的物理含義,但它也可以表示為某個物理量變化率的形式,與平動中的加速度a對應。請你利用所學知識并結(jié)合題目信息,猜想所代表的物理量,簡要寫出猜想理由并說明所代表的物理量的含義___________。

b.若要求在T時間內(nèi)停止自轉(zhuǎn),求赤道上至少要安裝轉(zhuǎn)向發(fā)動機的個數(shù)N___________。

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【題目】勻變速直線運動的 vt 圖象是一條傾斜的直線。在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨著時間均勻增加,這個運動叫做勻加速直線運動;如果物體的速度隨著時間均勻減小,這個運動叫做勻減速直線運動。如圖中已知t2s,v4m/s,t3s,那么v=?vt 圖象是一條傾斜的直線,物體的加速度有什么特點?直線的傾斜程度與加速度有什么關(guān)系?

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