【題目】某同學用如圖甲所示的裝置通過研究重錘的落體運動來驗證機械能守恒定律.已知重力加速度為g.
(1)在實驗所需的物理量中,需要直接測量的是 , 通過計算得到的是 . (填寫代號)
A.重錘的質(zhì)量
B.重錘下落的高度
C.重錘底部距水平地面的高度
D.與下落高度對應的重錘的瞬時速度
(2)在實驗得到的紙帶中,我們選用如圖乙所示的起點O與相鄰點之間距離約為2mm的紙帶來驗證機械能守恒定律.圖中A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的原始點,F(xiàn)點是第n個點.設相鄰點間的時間間隔為T,下列表達式可以用在本實驗中計算F點速度vF的是 .
A.vF=g(nT )
B.vF=
C.vF=
D.vF=
(3)若代入圖乙中所測的數(shù)據(jù),求得 在誤差范圍內(nèi)等于(用已知量和圖乙中測出的物理量表示),即可驗證重錘下落過程中機械能守恒.即使在操作及測量無誤的前提下,所求 也一定會略(選填“大于”或“小于”)后者的計算值,這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果.
(4)另一名同學利用圖乙所示的紙帶,分別測量出各點到起始點的距離h,并分別計算出各點的速度v,繪出v2﹣h圖線,如圖丙所示.從v2﹣h圖線求得重錘下落的加速度g′=m/s2( 保留3位有效數(shù)字 ).則由上述方法可知,這名同學是通過觀察v2﹣h圖線是否過原點,以及判斷與(用相關物理量的字母符號表示)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等,來驗證機械能是否守恒的.
【答案】
(1)B,D
(2)C
(3)ghn,小于
(4)9.67,g,g′
【解析】解:(1)重錘的質(zhì)量可測可不測,因為動能的增加量和重力勢能的減小量式子中都有質(zhì)量,可以約去.需要測量的物理量是B:重錘下落的高度,通過計算得到的物理量是D:與下落高度對應的重錘的瞬時速度.(2)A、該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗,不能把重物看成自由落體運動,再運用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗證了,A、B都是利用了自由落體運動規(guī)律求速度的,故AB錯誤;
C、求速度時我們是利用勻變速直線運動的規(guī)律即勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,
vF= = = ,故C正確,D錯誤.
故選:C.(3)需要驗證的方程是:mgh= mv2,
若代入圖乙中所測的數(shù)據(jù),求得 在誤差范圍內(nèi)等于ghn,即可驗證重錘下落過程中機械能守恒.即使在操作及測量無誤的前提下,
由于存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦,所求 也一定會略小于后者的計算值,這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果.(4)根據(jù)mgh= mv2得:v2=2gh,
可知圖線的斜率等于2g′,
則:g′= .
圖線的斜率為:k= ,
則:g′=9.67m/s2.
則由上述方法可知,這名同學是通過觀察v2﹣h圖線是否過原點,以及判斷g與 g′在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等,來驗證機械能是否守恒的.
所以答案是:①B; D ②C ③ghn; 小于 ④9.67; g; g′
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【題目】在光滑水平面上,a、b兩球沿水平面相向運動。當兩球間距小于或等于L時,受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用;當兩球間距大于L 時,則相互作用力為零。兩球在相互作用區(qū)間運動時始終未接觸, 兩球運動的v-t 圖象如圖所示,則
A. a 球質(zhì)量小于b 球質(zhì)量
B. t1時刻兩球間距最小
C. 0-t2 時間內(nèi),兩球間距逐漸減小
D. 0-t3 時間內(nèi),b 球所受排斥力方向始終與運動方向相反
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【題目】如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB,且mA>mB,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計,如果繩一端由Q點緩慢地向左移到P點,整個系統(tǒng)重新平衡后,物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ變化情況是( )
A. 物體A的高度升高,θ角不變
B. 物體A的高度降低,θ角變小
C. 物體A的高度升高,θ角變大
D. 物體A的高度不變,θ角變小
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【題目】一長木板靜止在傾角為θ的斜面上,長木板上一人用力推長木板上物塊,使物塊與長木板間的摩擦力剛好為零,已知人、物塊、長木板的質(zhì)量均為m,人、物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ2,則下列說法正確的是( 。
A. 斜面對長木板的摩擦力為mgsinθ
B. 斜面對長木板的摩擦力為3μ2mgcosθ
C. 長木板對人的摩擦力為2μ1mgcosθ
D. 長木板對人的摩擦力為2mgsinθ
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【題目】某同學在學習了運動學知識后,繪出了一個沿直線運動的物體的位移x、速度v、加速度a隨時間變化的圖象如圖所示,若該物體在t=0時刻,初速度為零,則下列圖象中表示該物體在6 s內(nèi)位移一定不為零的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】如下圖所示的情況中,a、b兩點電勢相等、電場強度也相同的是( )
A. 帶等量異種電荷的平行金屬板之間的兩點
B. 離點電荷等距的任意兩點
C. 兩等量同種電荷其連線的中垂線上與連線中點等距的任意兩點
D. 兩等量異種電荷其連線的中垂線上與連線中點等距的任意兩點
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【題目】“探路者”號宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中,發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體,兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星,測得兩顆衛(wèi)星的周期相等,以下判斷正確的是( )
A.天體A,B的質(zhì)量與它們的半徑成正比
B.兩顆衛(wèi)星的線速度與它們的半徑成正比
C.天體A,B表面的重力加速度一定相等
D.天體A,B的密度一定相等
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【題目】(3分)如圖所示,質(zhì)量分別為M、m物體A、B用細繩連接后跨過光滑的定滑輪,A靜止在傾角為30°的斜面上,已知M=2m,現(xiàn)將斜面傾角由30°增大到35°,系統(tǒng)仍保持靜止.此過程中,下列說法正確的是( 。
A. 細繩對A的拉力將增大
B. 物體A受到的靜摩擦力先減小后增大
C. 物體A對斜面的壓力將減小
D. 滑輪受到的繩的作用力將增大
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【題目】如圖,矩形線圈面積為 S,匝數(shù)為 N,線圈電阻為 r,繞 OO’軸以角速度 ω 勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為 R,在磁感應強度為 B,若從圖示位置開始計時,則下列說法錯誤的是( )
A. 線圈中電流的瞬時表達式 i=NBSω/Rcosωt
B. 線圈轉(zhuǎn)過 90°的過程中,通過電阻的電量為 NBS/(R+r)
C. 線圈轉(zhuǎn)過 90°的過程中,外力所做的功為 πN2B2S2ω /4(R+r)
D. R 兩端電壓的有效值為 2NBSωR/2(R+r)
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