【題目】為驗(yàn)證“拉力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”,某同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室找到下列器材:長(zhǎng)木板(一端帶定滑輪)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、質(zhì)量為200g的小車、質(zhì)量分別為10g、30g和50g的鉤碼、細(xì)線、學(xué)生電源。該同學(xué)進(jìn)行下列操作:
A.組裝實(shí)驗(yàn)裝置,如圖甲所示
B.將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,并按住小車
C.選用50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上
D.釋放小車,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,打出一條紙帶
E.在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖乙所示
F.進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理
請(qǐng)你完成下列問題。
(1)該同學(xué)將紙帶上打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為“0”,且認(rèn)為打“0”時(shí)小車的速度為零,其后依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、 4、5、6(相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫),各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s, 如圖乙所示。該同學(xué)測(cè)量出計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)3、4、5的距離,并標(biāo)在圖乙上。如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)成小車所受的拉力,則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中,拉力對(duì)小車做的功為_______J,小車的動(dòng)能增量為_______J。(重力加速度g取9.8m/s2,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(2)由(1)中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),該同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能增量”的結(jié)論, 且對(duì)其他的點(diǎn)(如2、3、5點(diǎn))進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與“4”計(jì)數(shù)點(diǎn)相似。你認(rèn)為產(chǎn)生這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因可能是_________。
【答案】0.059 0.034 小車質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量,沒有平衡摩擦力
【解析】
(1)[1]在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中,拉力對(duì)小車做的功為
[2]根據(jù)中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度
所以小車的動(dòng)能增量為
(2)[3]該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是鉤碼的重力大小并不等于繩子拉力的大小,設(shè)繩子上拉力為F,對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有:
對(duì)砂桶和砂有:
則
由此可知當(dāng)M>>m時(shí),砂和砂桶的重力等于繩子的拉力,顯然該實(shí)驗(yàn)中沒有滿足這個(gè)條件,另外該實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行平衡摩擦力操作,否則也會(huì)造成較大誤差。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量m=4.0kg的物體靜止在水平地面上,現(xiàn)用一大小F=20N、與水平方向成θ=37°斜向上的力拉物體,使物體沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50,sin37=0.60,cos37=0.80,空氣阻力可忽略不計(jì),取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物體運(yùn)動(dòng)s=1.0m時(shí)的速度大小v;
(2)物體運(yùn)動(dòng)s=1.0m時(shí)的動(dòng)能Ek
(3)物體運(yùn)動(dòng)s=1.0m的過程中,拉力F所做的功W;
(4)分析動(dòng)能Ek與拉力F所做的功W不相等的原因;
(5)如果保持拉力的方向不變,則要使物體沿水平面運(yùn)動(dòng),拉力的大小F應(yīng)滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出。下列說法正確的是
A.粒子帶正電
B.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率
C.若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出
D.若僅減小入射速率,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用下圖裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是
A.用此裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響
B.用此裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”時(shí),必須設(shè)法保證小車所受合外力為恒力
C.用此裝置做“探究加速度a與力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),每次改變砂和砂桶總質(zhì)量之后,需要重新平衡摩擦力
D.用此裝置做“探究加速度a與力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),若認(rèn)為小車所受拉力等于砂和砂桶總重力,應(yīng)保證砂和砂桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】導(dǎo)線中自由電子的定向移動(dòng)形成電流,電流可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來認(rèn)識(shí)。
(1)一段通電直導(dǎo)線的橫截面積為S,它的摩爾質(zhì)量為M,密度為ρ,阿伏伽德羅常數(shù)位NA。導(dǎo)線中每個(gè)帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)的速率為υ,粒子的電荷量為e,假設(shè)每個(gè)電子只提供一個(gè)自由電子。
①推導(dǎo)該導(dǎo)線中電流的表達(dá)式;
②如圖所示,電荷定向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力的矢量和,在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力。按照這個(gè)思路,請(qǐng)你嘗試由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式。
(2)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為金屬導(dǎo)體中恒定電場(chǎng)形成穩(wěn)恒電流。金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下,定向運(yùn)動(dòng)形成電流。自由電子在定向運(yùn)動(dòng)的過程中,不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞。碰撞后自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速度變?yōu)榱悖瑢⒛芰哭D(zhuǎn)移給金屬離子,使得金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)更加劇烈,這就是焦耳熱產(chǎn)生原因。
某金屬直導(dǎo)線電阻為R,通過的電流為I。請(qǐng)從宏觀和微觀相結(jié)合的角度,證明:在時(shí)間t內(nèi)導(dǎo)線中產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt(可設(shè)電子與離子兩次碰撞的時(shí)間間隔t0,碰撞時(shí)間忽略不計(jì),其余需要的物理量可自設(shè))。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】靜電計(jì)可以用來測(cè)量電容器的電壓。如圖把它的金屬球與平行板電容器一個(gè)極板連接,金屬外殼與另一極板同時(shí)接地,從指針偏轉(zhuǎn)角度可以推知兩導(dǎo)體板間電勢(shì)差的大小,F(xiàn)在對(duì)電容器充完點(diǎn)后與電源斷開,然后將一塊電介質(zhì)板插入兩導(dǎo)體板之間,則
A. 電容C增大,板間場(chǎng)強(qiáng)E減小,靜電計(jì)指針偏角減小
B. 電容C增大,板間場(chǎng)強(qiáng)E增大,靜電計(jì)指針偏角減小
C. 電容C增大,板間場(chǎng)強(qiáng)E增大,靜電計(jì)指針偏角增大
D. 電容C增大,板間場(chǎng)強(qiáng)E減小,靜電計(jì)指針偏角增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),五個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化,關(guān)于五個(gè)理想電表示數(shù)的變化,下列分析正確的是
A.電壓表V1示數(shù)增大,電流表A示數(shù)減小
B.電壓表V2示數(shù)增大,電流表A1示數(shù)減小
C.電壓表V1示數(shù)的改變量的絕對(duì)值大于電壓表V2示數(shù)的改變量的絕對(duì)值,即∣ΔU1∣ >∣ΔU2∣
D.電壓表V示數(shù)的改變量與電流表A示數(shù)改變量的比值的絕對(duì)值大于電源內(nèi)阻,即
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,水平虛線下方有垂直于紙面方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里為正,邊長(zhǎng)分別為L、2L的單匝長(zhǎng)方形導(dǎo)體閉合線框用絕緣細(xì)線懸掛,線框一半位于磁場(chǎng)內(nèi),力傳感器記錄了細(xì)線拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖丙,設(shè)重力加速度為g,圖中B0、F0、T是已知量.求:
(1)0~T時(shí)間內(nèi)線框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和線框的電阻R;
(2)若某時(shí)刻起磁場(chǎng)不再變化,磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B0,剪斷細(xì)線,結(jié)果線框在上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),求線框從開始下落到上邊剛到虛線位置過程中產(chǎn)生的電熱Q.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】位于A、B處的兩個(gè)帶不等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)的電勢(shì)分布如圖所示,圖中實(shí)線表示等勢(shì)線,下列說法中正確的是
A. 正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),靜電力做負(fù)功
B. a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)不相同
C. 負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少
D. 正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn),電場(chǎng)力不做功,電勢(shì)能不變
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