【題目】如圖甲所示是研究小車加速度與力關系的實驗裝置.木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的細繩通過滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小,改變桶中砂的質(zhì)量多次實驗.完成下列問題:
①實驗中需要_____.
A.測量砂和砂桶的總質(zhì)量
B.保持細線與長木板平行
C.保持小車的質(zhì)量不變
D.滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
②實驗中得到一條紙帶,相鄰計數(shù)點間有四個點未標出,各計數(shù)點到點的距離如圖乙所示.電源的頻率為50HZ,則打點時小車速度大小為___m/s,小車的加速度大小為_____m/s2.(均保留三位有效數(shù)字)
③實驗中描繪出圖象如圖丙所示,圖象不過坐標原點的原因是_____________.
【答案】BC 0.416 1.48 平衡摩擦力過度
【解析】
(1)根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟;
(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出小車運動的加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大。
(3)實驗時應平衡摩擦力,沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F圖象在F軸上有截距;平衡摩擦力過度,在a-F圖象的a軸上有截距。
(1) A項:繩子的拉力可以通過拉力傳感器測出,不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量,故A錯誤;
B項:為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力時應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上,調(diào)整長木板的傾斜度,讓小車拖著紙帶做勻速直線運動,同時要調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行,故B正確;
C項:本實驗采用的是控制變量法,要研究小車加速度與力關系,必須保持小車的質(zhì)量不變,故C正確;
D項:實驗中拉力通過拉力傳感器測出,不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,故D錯誤。
故選:BC。
(2) 已知打點計時器電源頻率為50Hz,則紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔為:
T=5×0.02s=0.1s。
B點對應的速度為:
根據(jù)△x=aT2可得:xCE-xAC=a(2T)2,代入數(shù)據(jù)解得:;
(30由圖象可知,a-F圖象在a軸上有截距,這是由于平衡摩擦力過度造成的。即在實際操作中,平衡摩擦力時斜面傾角過大,即平衡摩擦力過度。
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【題目】某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。繞過定滑輪的細線連接物塊A和B,A和B的質(zhì)量相同,B上套有一鐵環(huán)C,A的下端與穿過打點計時器的紙帶相連。開始時固定物塊A,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,打點計時器所接交流電的頻率為50Hz。
(1)接通電源,再釋放物塊A,物塊B在下落過程中穿過圓環(huán)D時,鐵環(huán)C與B分離落到圓環(huán)D上.如圖是該過程打出的一條紙帶,已測出了紙帶上離第一個點O較遠的一些點到O點的距離。由紙帶可知,鐵環(huán)C運動到圓環(huán)D處時的速度大小為v=______m/s(保留3位有效數(shù)字).
(2)要驗證機械能守恒,還需要測量的物理量為__________。
A.開始時,鐵環(huán)C和圓環(huán)D間的高度差h
B.鐵環(huán)C的質(zhì)量mC
C.物塊A和B的質(zhì)量mA、mB
D.鐵環(huán)C運動到D所用的時間t
(3)實驗只要驗證表達式____________(用(1)問中的v和(2)問中所測量的物理量的符號表示)在誤差允許的范圍內(nèi)成立,則機械能守恒得到驗證.在實驗中存在誤差的原因有哪些?(至少寫出一條)_______________.
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【題目】如圖所示,滑塊A與小球B用一根不可伸長的輕繩相連,且滑塊A套在水平直桿上。現(xiàn)用大小為10 N、與水平方向成30°角的力F拉B,使A、B一起向右勻速運動,運動過程中A、B保持相對靜止。已知A、B的質(zhì)量分別為2 kg、1 kg,重力加速度為10 m/s2,則( )
A. 輕繩與水平方向的夾角θ=60°
B. 輕繩與水平方向的夾角θ=30°
C. 滑塊A與水平直桿之間的動摩擦因數(shù)為
D. 滑塊A與水平直桿之間的動摩擦因數(shù)為
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【題目】如圖所示,一根輕彈簧左端固定于豎直墻上,右端被質(zhì)量可視為質(zhì)點的小物塊壓縮而處于靜止狀態(tài),且彈簧與物塊不栓接,彈簧原長小于光滑平臺的長度。在平臺的右端有一傳送帶,AB長,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù),與傳送帶相鄰的粗糙水平面BC長,它與物塊間的動摩擦因數(shù),在C點右側有一半徑為R的光滑豎直圓弧與BC平滑連接,圓弧對應的圓心角為,在圓弧的最高點F處有一固定擋板,物塊撞上擋板后會以原速率反彈回來。若傳送帶以的速率順時針轉(zhuǎn)動,不考慮物塊滑上和滑下傳送帶的機械能損失。當彈簧儲存的能量全部釋放時,小物塊恰能滑到與圓心等高的E點,取。
(1)求右側圓弧的軌道半徑為R;
(2)求小物塊最終停下時與C點的距離;
(3)若傳送帶的速度大小可調(diào),欲使小物塊與擋板只碰一次,且碰后不脫離軌道,求傳送帶速度的可調(diào)節(jié)范圍。
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【題目】有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側壁高速行駛,做勻速圓周運動.圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h.下列說法中正確的是( )
A. h越高,摩托車對側壁的壓力將越大
B. h越高,摩托車做圓周運動的線速度將越大
C. h越高,摩托車做圓周運動的周期將越大
D. h越高,摩托車做圓周運動的向心力將越大
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【題目】如圖所示,電子以初速度沿垂直場強方向射入兩平行金屬板中間的勻強電場中,現(xiàn)增大兩金屬板間的電壓,但仍使電子能夠穿過平行板,則下列說法正確的是( )
A. 電子穿越平行金屬板所需要的時間減少
B. 電子穿越平行金屬板所需要的時間不變
C. 電子穿越平行金屬板的側向位移增大
D. 電子穿越平行金屬板的側向位移減少
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【題目】如圖所示,在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中,可以描繪出小球平拋運動的軌跡,實驗簡要步驟如下:
A.讓小球多次從___________釋放,在一張印有小方格的紙上記下小球經(jīng)過的一系列位置,如圖3中a、b、c、d所示.
B.按圖安裝好器材,注意斜槽末端切線水平,記下平拋初位置O點和過O點的豎直線.
C.取下白紙,以O為原點,以豎直線為y軸建立坐標系,用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡.
(1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上.
(2)上述實驗步驟的合理順序是________________.
(3)已知圖中小方格的邊長L=1.25 cm,則小球平拋的初速度為v0=______________(用L、g表示),其值是______________.(取g=9.8 m/s2)
(4)b點的速度vb=__________________.(用L、g表示)
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【題目】如圖所示,ABC為豎直放置的光滑半圓環(huán),O為圓心,B為最低點。AB為固定在環(huán)上的光滑直桿。在AB直桿上和半圓環(huán)的BC部分分別套著兩個相同的小環(huán)P、Q,現(xiàn)讓半圓環(huán)繞對稱軸OB勻速轉(zhuǎn)動。當角速度為時,小環(huán)P在A、B之間的中間位置與直桿保持相對靜止;當角速度為時,小環(huán)Q在B、C之間的中間位置與半圓環(huán)保持相對靜止。則1與2之比為
A. :1 B. 1:1 C. : D. 1:
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【題目】如圖所示,足夠長的平直軌道AO和OB底端平滑對接,將它們固定在同一豎直平面內(nèi),兩軌道與水平地面間的夾角分別為α(固定不變)和β(可取不同的值),且α>β,現(xiàn)將可視為質(zhì)點的一小滑塊從左側軌道的P點由靜止釋放,若小滑塊經(jīng)過兩軌道的底端連接處的速率沒有變化.已知AO軌道光滑,空氣阻力可以忽略不計.
(1)論證:滑塊在AO軌道下滑時的加速度與滑塊的質(zhì)量無關;
(2)運用牛頓運動定律和運動學規(guī)律,論證:若OB光滑,取不同的β角,滑塊在OB上能到達的最高點總與P等高;
(3)運用牛頓運動定律和運動學規(guī)律,建立適當?shù)淖鴺讼,論證:若OB不光滑,滑塊與OB軌道間的動摩擦因數(shù)處處相等,取不同的β角,滑塊在OB上能到達的最高點排布在一條直線上.
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