【題目】采用讓重物自由下落的方法驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖所示:現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電火花打點計時器、紙帶、重錘.
(1)需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶,設(shè)計了以下四種測量方案,正確的是(_____)
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過計算出瞬時速度v
C.根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,計算出瞬時速度v,并通過計算出高度h。
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,計算出瞬時速度v。
(2)甲同學(xué)從打出的紙帶中選出一條理想的紙帶,如圖所示。選取紙帶上連續(xù)打出的5個點A、B、C、D、E,測出A點與起始點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2。已知重錘的質(zhì)量為m,打點計時器所接交流電的頻率為f,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。從起始點O開始到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減小量為△EP=__________,重錘動能的增加量為△EK=__________。在誤差充許的范圍內(nèi),如果△EP=△EK,則可驗證機械能守恒。
(3)乙同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點紙帶,在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點,依次為1、2、3、4、5、6、7,測量各計數(shù)點到起始點的距離h,并正確求出打相應(yīng)點時的速度v。各計數(shù)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表:
計數(shù)點 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h/m | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v/(m·s-1) | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
v2/(m2·s-2) | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
他在如圖所示的坐標中,描點作出v2-h圖線。由圖線可知,重錘下落的加速度g′=__________m/s2(保留三位有效數(shù)字);若當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2,如果在誤差允許的范圍內(nèi)g′=__________,則可驗證機械能守恒。
【答案】(1)D (2)mg(s0+ s1) (3)9.74 m/s2(9.60~9.79均可) g或9.80
【解析】
該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗。因為我們知道自由落體運動只受重力,機械能就守恒。如果把重物的實際運動看成自由落體運動,再運用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗證;利用v2-h圖線處理數(shù)據(jù),根據(jù)可知v2-h圖線的斜率就等于2g.
(1)該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗。因為我們知道自由落體運動只受重力,機械能就守恒。如果把重物的實際運動看成自由落體運動,再運用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗證呢。其中ABC三項都是運用了自由落體的運動規(guī)律求解的,故D正確;
(2)從起始點O開始到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減小量為;根據(jù)平均速度等于瞬時速度,則C點的速度為,那么重錘動能的增加量為;
(3)利用v2-h圖線處理數(shù)據(jù),若,那么v2-h圖線的斜率就等于2g。
所以重鍾下落的加速度:;若當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2,如果在誤差允許的范圍內(nèi)g′=g或9.80,則可驗證機械能守恒.
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【題目】已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1、向心加速度大小為a1,近地衛(wèi)星線速度大小為v2、向心加速度大小為a2,地球同步衛(wèi)星線速度大小為v3、向心加速度大小為a3。設(shè)近地衛(wèi)星距地面高度不計,同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的6倍。則以下結(jié)論正確的是 ( )
A. B. C. D.
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【題目】如圖為氫原子的能級示意圖,鋅的逸出功是3.34 eV,那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是
A. 用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
B. 一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,發(fā)出的光照射鋅板,鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75 eV
C. 用能量為10.3 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氧原子躍遷到激發(fā)態(tài)
D. 用能量為14.0 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子電離
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【題目】如圖所示,兩束單色光a、b從水下面射向A點,光線經(jīng)折射后合成一東光c,則下列說法不正確的是
A. 用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距
B. a比b更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
C. 在水中a光的速度比b光的速度小
D. 在水中a光的臨界角大于b光的臨界角
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【題目】帶有1/4光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的滑車靜止置于光滑水平面上,如圖所示,一質(zhì)量也為M的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車,到達某一高度后,小球又返回車的左端,則
A. 小球以后將向左做平拋運動
B. 小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運動
C. 此過程小球?qū)π≤囎龅墓?/span>
D. 小球在弧形槽上升的最大高度為
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【題目】某實驗小組用圖甲所示裝置研究系統(tǒng)在金屬軌道上運動過程中機械能是否守恒:將一端帶有滑輪的長金屬軌道水平放置,重物通過細繩水平牽引小車沿軌道運動,利用打點計時器和紙帶記錄小車的運動.
(1)本實驗中小車質(zhì)量 ____(填“需要”、“不需要”)遠大于重物質(zhì)量;
(2)將小車靠近打點計時器,將穿好的紙帶拉直,接通電源,釋放小車. 圖乙是打出的一條清晰紙帶, O點是打下的第一個點,1、2、3、4、5是連續(xù)的計數(shù)點,O點和計數(shù)點1之間還有多個點(圖中未畫出),相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s.在打計數(shù)點4時小車的速度v=____m/s(保留三位有效數(shù)字).若已知重物的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,則從點O到點4的過程中,系統(tǒng)減少的重力勢能為___,增加的動能為________(g取9.8m/s2,數(shù)字保留兩位小數(shù)).
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【題目】一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后又返回到斜面底端。已知小物塊的初動能為E,它返回到斜面地端時速度為v,克服摩擦力做功為E/2,若小物塊一2E的動能沖上斜面,則有( )
A. 返回斜面底端時的動能為3E/2
B. 返回斜面底端時的動能為E
C. 返回斜面底端時的動速度為
D. 小物塊兩次往返克服摩擦力相同
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【題目】如圖,繃緊的傳送帶,始終保持大小為4m/s的速度勻速水平運動,一個質(zhì)量m=1kg的物塊,無初速地放在皮帶上A點處。若物塊與皮帶間動摩擦因數(shù)為=0.2,A、B間距離S=6m,試求:物塊從A到B的過程中,皮帶對物塊的摩擦力做的功。
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【題目】某同學(xué)做“探究求合力的方法”的實驗,用彈簧測力計拉細繩套時,測力計總與木板平行,實驗主要步驟如下:
A.在桌面上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;
B.用圖釘把橡皮條的一端固定在白紙(板)上的A點,在橡皮條的另一端栓上兩條細繩,細繩的另一端系上繩套;
C.將兩個彈簧測力計通過細繩互成角度地拉橡皮條,使細繩與橡皮條的結(jié)點達到某一位置O,記下O點的位置和兩細繩的方向,并讀出兩個彈簧測力計的示數(shù);
D.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則作出合力F′;
E.用一個彈簧測力計,通過細繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧測力計的示數(shù),按同一標度作出這個力F的圖示;
F.比較F′與F的大小和方向。
上述步驟中:
(1)有重要遺漏內(nèi)容的步驟序號是_____;遺漏內(nèi)容是_______________________________;
(2)若他將遺漏內(nèi)容補上后,如圖甲所示,是他利用坐標紙記下的橡皮條結(jié)點位置O點及兩彈簧測力計拉力的大小,請根據(jù)平行四邊形定則在圖甲中作出F1和F2的合力示意圖,并用F′表示此力________。
(3)圖乙是甲和乙兩位同學(xué)分別做以上實驗時得到的結(jié)果,其中________(填“A”或“B”)比較符合實驗事實(力F是只用一個彈簧測力計拉時的示意圖)。
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