題目列表(包括答案和解析)
(1)(9分)某同學設計了一個測量物體質(zhì)量的裝置,如圖所示,其中P是光滑水平軌道,A是質(zhì)量為M的帶夾子的已知質(zhì)量金屬塊,Q是待測質(zhì)量的物體(可以被A上的夾子固定)。已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為,其中m是振子的質(zhì)量,k是與彈簧的勁度系數(shù)有關的常數(shù)。
① 簡要寫出測量方法及所需測量的物理量(用字母表示)
A.
B.
② 用所測物理量和已知物理量求解待測物體質(zhì)量的計算式為m=
(2)(9分)物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能,轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關。如圖所示,為了研究某一砂輪的轉動動能Ek與角速度ω和關系,可采用下述方法:先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉,測行其角速度ω,然后讓砂輪脫離動力,由于克服轉軸間摩擦力做功,砂輪最后停下。測出脫離動力到停止轉動砂輪轉過的轉數(shù)n,測得幾組不同的ω和n如下表所示:
ω(rad/s) | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N | 5 | 20 | 80 | 180 | 320 |
Ek(J) |
另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm,轉軸間的摩擦力為。
① 試計算出每次脫離動力時砂輪的轉動動能,并填入上表中
② 試由上述數(shù)據(jù)推導出該砂輪轉動動能Ek與角速度ω的關系式Ek=
③ 若脫離動力后砂輪角速度為2.5rad/s,則它轉過45轉后角速度為 rad/s
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19
20
A
A
B
C
D
A
B
D
21、(每空3分,即每小題6分,共18分)
(1)(9分)
① A、不放Q時用秒表測出振子振動20次的時間t1,(或測出振子的周期T1),
B、將Q固定在A上,用秒表測出振子振動20次的時間t2,(或測出振子的周期T2)
②或
(3)①0.5,2,8,18,32 ②2ω2 ③
22.(16分)
解:(1)8m/s, (2)3.3m
23.(18分)
解:(1)1.6N, (2)0.25C
24.(20分)
解:(1)依題意,R=L/4,由qvB=mv2/R,qU0=,解得U0=
(2)設AF中點為G,連接GC,作其垂直平分線,與AF延長線交點即為圓心
由相似三角形得R′=O′G=13L/4,qvB=mv2/R′,q=,∴UNM=
(3)由于粒子在磁場中運動周期T=,T與速率無關粒子撞擊BC中點和DE中點后回到G,用時最短圓周半徑R″=3L/2,得到最短時間t==
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