【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī),是英國(guó)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(shí)驗(yàn)裝置,用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖乙所示:

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟:

①將質(zhì)量均為MA的含擋光片、B的含掛鉤的重物用繩連接后,跨放在定滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)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)中的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為

③測(cè)出擋光片的寬度d,計(jì)算有關(guān)物理量,驗(yàn)證守恒定律;

(2)如果系統(tǒng)重物AB以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為____已知重力加速度為g);

(3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因有__________(寫(xiě)一條即可);

(4)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該同學(xué)突發(fā)奇想:如果系統(tǒng)重物AB以及物塊C)的機(jī)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(huì)趨于一個(gè)什么值?

請(qǐng)你幫該同學(xué)解決,

①寫(xiě)出am之間的關(guān)系式:___________還要用到Mg);

a的值會(huì)趨于______。

【答案】 繩子有一定的質(zhì)量/滑輪與繩子之間有摩擦/重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等 重力加速度g

【解析】

(2)[1]系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量

Ep=mgh

通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度

則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為

如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒,滿足的關(guān)系式為

(3)[2]系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功,引起實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等;

(4)[3]根據(jù)牛頓第二定律得,系統(tǒng)所受的合力為mg,則系統(tǒng)加速度為

[4]當(dāng)m不斷增大,則a趨向于重力加速度g。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲是上官同學(xué)站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖,中間的O表示人的重心。圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出的F-t圖線,兩圖中a~g各點(diǎn)均對(duì)應(yīng),其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒(méi)有畫(huà)出。取重力加速度g10m/s2,根據(jù)圖象分析可知(  )

A.人的重力為1500N

B.c點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài)

C.e點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài)

D.d點(diǎn)的加速度小于f點(diǎn)的加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動(dòng)很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1m2,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。重力加速度為g

1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),求紙板所受摩擦力大。

2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng),求所需拉力的大。

3)本實(shí)驗(yàn)中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d="0.1" m,取g=10m/s2。若砝碼移動(dòng)的距離超過(guò)l ="0.002" m,人眼就能感知,為確保實(shí)驗(yàn)成功,紙板所需的拉力至少多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法,如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法,極限思想法、類比法、科學(xué)假說(shuō)法,建立物理模型法等等。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是( 。

A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫極限思想法

B.根據(jù)速度定義式,當(dāng)非常非常小時(shí),就可以用表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度,這是應(yīng)用了假設(shè)法

C.將一個(gè)鐵球放在墻角處直接判斷兩個(gè)接觸面處的形變比較困難,若在兩個(gè)接觸面處加放海綿墊,通過(guò)觀察海綿的凹陷來(lái)判斷就比較容易,這里采用的是轉(zhuǎn)化和控制變量的方法

D.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里采用了微元法

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為2kg、初速度v0m/s、向右運(yùn)動(dòng)的物體,在同方向水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,拉力逐漸減小,且當(dāng)拉力減小到零時(shí),物體剛好停止運(yùn)動(dòng),已知摩擦力大小恒為4N,圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖像。已知重力加速度g=10m/s2,由此可知(  )

A.全程物體拉力做的總功小于總產(chǎn)熱量

B.全程物體拉力做的總功約為41J

C.物體運(yùn)動(dòng)的最大速度約為4m/s

D.物體從出發(fā)到運(yùn)動(dòng)到4m處經(jīng)過(guò)了s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】20199月的女排世界杯在東京舉行,最終中國(guó)女排以11戰(zhàn)全勝且只丟3局的成績(jī)成功衛(wèi)冕世界杯冠軍,這也是中國(guó)女排第五次奪冠。如圖所示,在一次比賽中,中國(guó)女排運(yùn)動(dòng)員朱婷將球在邊界處正上方正對(duì)球網(wǎng)水平向前擊出,球剛好過(guò)網(wǎng)落在圖中位置(不計(jì)空氣阻力),相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是( 。

A.擊球點(diǎn)高度與球網(wǎng)高度之間的關(guān)系為

B.若保持擊球高度不變,球的初速度滿足,一定落在對(duì)方界內(nèi)

C.任意降低擊球高度(仍大于),只要擊球初速度合適,球一定能落在對(duì)方界內(nèi)

D.任意增加擊球高度,只要擊球初速度合適,球一定能落在對(duì)方界內(nèi)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)某高速公路的水平彎道可看成半徑是的足夠大圓形彎道,若汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。那么關(guān)于汽車在此彎道上能安全轉(zhuǎn)彎的速度,下列四種說(shuō)法中正確的是

A. 大于

B. 一定等于

C. 最好是小于

D. 對(duì)轉(zhuǎn)彎速度沒(méi)有什么要求,駕駛員水平高,轉(zhuǎn)彎速度可大些

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一圓弧形軌道AB,其半徑為R1.0 m,B點(diǎn)的切線方向恰好為水平方向.一個(gè)質(zhì)量為m2.0 kg的小滑塊,從軌道頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道下滑,到達(dá)軌道末端B點(diǎn)時(shí)的速度為v4.0 m/s,然后做平拋運(yùn)動(dòng),落到地面上的C點(diǎn).若軌道B端距地面的高度h5.0 m(不計(jì)空氣阻力,取g10 m/s2),求:

(1)小滑塊在AB軌道克服阻力做的功;

(2)小滑塊落地時(shí)的動(dòng)能.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列是某同學(xué)對(duì)電場(chǎng)中的概念、公式的理解,其中正確的是(

A. 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=F/q,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和試探電荷的電荷量成反比

B. 根據(jù)電容定義式C=Q/U,電容與所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比

C. 根據(jù)真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和場(chǎng)源電荷的電荷量成正比

D. 根據(jù)E=U/d,可知在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓成正比

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