【題目】氣墊導軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵將壓縮空氣通過導軌的眾多小孔高速噴出,在導軌與滑塊之間形成薄薄一層氣墊,使滑塊懸浮在導軌上.由于氣墊的摩擦力極小,滑塊在導軌上的運動可很好地近似為沒有摩擦的運動.我們可以用固定在氣墊導軌上的光電門A、B和光電計時裝置,以及帶有I形擋光條的滑塊C、D來驗證動量守恒定律.已知I形擋光條的持續(xù)擋光寬度為L,實驗裝置如題圖所示,采用的實驗步驟如下:
a.調節(jié)氣墊導軌底座螺母,觀察導軌上的氣泡儀,使導軌成水平狀態(tài);
b.在滑塊C、D間放入一個輕質彈簧,用一條橡皮筋捆綁箍住三者成一水平整體,靜置于導軌中部;
c.將光電門盡量靠近滑塊C、D兩端;
d.燒斷捆綁的橡皮筋,使滑塊C、D在彈簧作用下分離,分別通過光電門A、B;
e.由光電計時器記錄滑塊C第一次通過光電門A時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tC,以及滑塊D第一次通過光電門B時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tD.
①實驗中還應測量的物理量是 _________________________________;
②根據上述測量的實驗數據及已知量,驗證動量守恒定律的表達式是___________________________;
上式中算得的C、D兩滑塊的動量大小并不完全相等,產生誤差的主要原因是 ___________;
③利用上述實驗數據_____________(填寫“能”或“否”)測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大?如能,請寫出計算表達式:_______________________________________。若不能說明理由
【答案】滑塊C、D的質量、 滑塊與氣墊導軌間仍存在摩擦,氣墊導軌未完全水平 能
【解析】
要驗證動量守恒定律需要知道物體的質量和速度,而速度可以用位移與時間的比值代替,故要測質量;滑塊與導軌間仍存在摩擦,導軌未完全水平,都會產生誤差,根據能量守恒,彈簧的彈性勢能轉化為兩滑塊勻速運動時的動能;
①要驗證動量守恒定律需要知道物體的質量和速度,而速度可以用位移與時間的比值代替,故要測質量,即滑塊C、D的質量mC、mD;
②設遮光條的寬度為d,則,
則驗證動量守恒定律的表達式為:
即:;
滑塊與導軌之間仍存在摩擦,或導軌未完全水平,或測量mC、mD及tA、tB時帶來的誤差從而導致C、D兩滑塊的動量大小并不完全相等;
③燒斷捆綁的橡皮筋后只有彈簧彈力做功,系統(tǒng)機械能守恒,所以能測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小,彈簧的彈性勢能等于兩滑塊離開彈簧的動能,即:。
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【題目】如圖所示,絕緣光滑的豎直平面MN左側同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,電場方向水平向右,電場強度大小為E,磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度大小為B.電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑,到達C點時離開MN做曲線運動.已知重力加速度為g,求:
(1)小滑塊從A點運動到C點時的時間t;
(2)A、C兩點間距離h ;
(3)當小滑塊運動到C點時迅速把電場方向轉為豎直向下,若小滑塊受到的電場力大小與重力相等,D點為小滑塊在運動過程中速度最大的位置,且最大速度大小為v ,求C、D兩點間的豎直高度H.
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【題目】如圖所示,質量m=1kg的物體在斜向上的恒力F=10N作用下沿水平面從靜止開始做勻加速運動,已知物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.5,F作用5s后撤消,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物體做勻加速運動時的加速度大;
(2)F撤消時,物體的速度大小和路程;
(3)F撤消后,物體還能滑行多遠?
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【題目】如圖所示,輕質彈簧的一端固定在墻上,另一端與質量為m的物體A相連,A放在光滑水平面上,有一質量與A相同的物體B,從高h處由靜止開始沿光滑曲面滑下,與A相碰后一起將彈簧壓縮,彈簧復原過程中某時刻B與A分開且沿原曲面上升.下列說法正確的是( )
A. 彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為mgh
B. 彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為
C. B能達到的最大高度為
D. B能達到的最大高度為
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【題目】運動學中有人認為引入“加速度的變化率”沒有必要,然而現(xiàn)在有人指出“加速度的變化率”能引起人的心理效應,車輛的平穩(wěn)加速(即加速度基本不變)使人感到舒服,否則人感到不舒服,關于“加速度的變化率”,下列說法正確的是( )
A. 從運動學角度的定義,“加速度的變化率”的單位應是m/s3
B. 加速度的變化率為0的運動是勻速直線運動
C. 若加速度與速度同方向,如圖所示的a﹣t圖象,表示的是物體的速度在減小
D. 若加速度與速度同方向,如圖所示的a﹣t圖象,已知物體在t=0時速度為5m/s,則2s末的速度大小為8m/s
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【題目】如圖1,質量M=1kg的木板靜止在水平面上,質量m=1kg大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端.設最大摩擦力等于滑動摩擦力,已知木板與地面間的動摩擦因數μ1=0.1,鐵塊與木板之間的動摩擦因數μ2=0.4,取g=10m/s2.現(xiàn)給木板施加一個水平向右的力F.若力F從零開始逐漸增加,且木板足夠長.試通過分析與計算,在圖2中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象.
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【題目】游樂場上的升降機可在豎直方向做變速運動讓人體驗超失重的感覺,某同學在升降機中把一物體掛在力傳感器上,通過傳感器顯示上升過程拉力隨時間的變化情況。升降機從靜止加速上升,再勻速運動一段時間,最后減速到停止運動,如圖所示為傳感器在屏幕上顯示的拉力隨時間的變化圖線,則該升降機向上加速過程經歷了______,升降機的最大加速度是______(取10)。
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【題目】如圖所示,光滑斜面底端擋板上固定著勁度為k=200N/m的輕彈簧,彈簧另一端與連接著質量為的物塊,一根輕繩一端系在物體上,另一端跨過光滑的定滑輪掛有輕質量掛鉤,掛鉤不掛任何物體時,物體處于靜止狀態(tài),在掛鉤上輕輕掛上質量也為的物塊后,物體開始沿斜面向上運動,已知斜面足夠長,斜面傾角為30°,細繩與斜面平行,運動過程中始終未接觸地面,
(1)求物塊剛開始運動時的加速度大小
(2)物體沿斜面向上運動多遠時獲得最大速度.
(3)物體的最大速度的大小
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【題目】如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,這時電容器的帶電量為Q,P是電容器內一點,電容器的上板與大地相連,下列說法正確的是
A. 若將電容器的上板左移一點,則兩板間場強減小
B. 若將電容器的下板上移一點,則兩板間電勢差減小
C. 若將電容器的下板上移一點,則P點的電勢升高
D. 若將電容器的下板上移一點,則兩板間電勢差增大
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