13.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的裝置探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系,水平軌道右側(cè)安裝有光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細(xì)線一端與力傳感器連接,傳感器可以測出細(xì)線的張力,細(xì)線的另一端跨過定滑輪上砝碼盤,實(shí)驗(yàn)時(shí):

(1)測出小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M;
(2)用二十分度的游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d,如圖2所示,d=5.50mm;
(3)保持軌道水平,調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng),讀出力傳感器的讀數(shù)F1;
(4)增加砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng),測出小車從靜止運(yùn)動(dòng)到光電門的距離s,讀出力傳感器的讀數(shù)F2和擋光板經(jīng)過光電門的時(shí)間t;
(5)小車從靜止到經(jīng)過光電門的過程中,計(jì)算滑塊動(dòng)能變化量的表達(dá)式△Ek=$\frac{1}{2}$M($\fracu4ycq6e{t}$)2;計(jì)算合外力做功的表達(dá)式W=(F2-F1)s,即可找到合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系.(結(jié)果用“d、s、M、F1、F2”表示)

分析 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法,主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀.
滑塊靜止時(shí)遮光條到光電門的距離L,則重力對鉤碼做的功為W=mgL,遮光條到達(dá)光電門時(shí)的速度為v=$\fracc6okeae{t}$,所以滑塊(含遮光條)的動(dòng)能變化量的表達(dá)式為△Ek=$\frac{1}{2}$M($\frac4saaeyu{t}$)2.所以我們可以通過比較(F2-F1)s和$\frac{1}{2}$M($\fracgo6ieoe{t}$)2的大小來驗(yàn)證外力對滑塊做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為:0.5cm=5mm,游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為10×0.05mm=0.50mm,所以最終讀數(shù)為:5mm+0.50mm=5.50mm.即遮光條的寬度d=5.50mm.
(5)遮光條到達(dá)光電門時(shí)的速度為v=$\frac6o44gki{t}$,
所以滑塊(含遮光條)的動(dòng)能變化量的表達(dá)式為△Ek=$\frac{1}{2}$M($\frac6sgmyei{t}$)2
滑塊靜止時(shí)遮光條到光電門的距離s,根據(jù)動(dòng)能定理,合外力做功W=Fs=(F2-F1)s;
故答案為:(1)5.50;(5)$\frac{1}{2}$M($\fraceaeama4{t}$)2;(F2-F1)s.

點(diǎn)評(píng) 對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理,正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測量.處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項(xiàng).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.關(guān)于磁場和磁感線的描述,下列說法中正確的是(  )
A.磁極與磁極之間、磁極與電流之間都可以通過磁場發(fā)生相互作用
B.磁感線可以形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向,它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致
C.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā),到S極終止
D.磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示,因而是真實(shí)存在的

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

14.為驗(yàn)證向心力公式,某探究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn),在米尺的一端鉆一個(gè)小孔,使小孔恰能穿過一根細(xì)線,線下端掛一可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m.將米尺固定在水平桌面上,測量出懸點(diǎn)到鋼球的細(xì)線長度l,使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O,待鋼球的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看,讀出鋼球外側(cè)到O點(diǎn)的距離r,并用秒表測量出鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)n圈用的時(shí)間t.則:
(1)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=$\frac{t}{n}$.
(2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F=$m\frac{4{π}^{2}r{n}^{2}}{{t}^{2}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖是原、副線圈都有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器.原線圈通過單刀雙擲開關(guān)S1與電流表連接,副線圈通過另一單刀雙擲開關(guān)S2與定值電阻R0相連接,通過S1、S2可以改變原、副線圈的匝數(shù).現(xiàn)在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,當(dāng)S1接a,S2接c時(shí),電流表的示數(shù)為I,下列說法正確的是( 。
A.當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為2IB.當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為$\frac{I}{2}$
C.當(dāng)S1接b,S2接c時(shí),電流為4ID.當(dāng)S1接b,S2接d時(shí),電流為$\frac{I}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,由某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC,折射率n=3,∠A=30°.一束與BC面成30°角的光線從O點(diǎn)射入棱鏡,從AC面上O′點(diǎn)射出.不考慮光在BC面上的反射,求從O′點(diǎn)射出的光線的方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=22:5,原線圈接u1=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流電,電阻R1=R2=25Ω,D為理想二極管,則下列說法不正確的是( 。
A.電阻R1兩端的電壓為50VB.二極管的反向耐壓值應(yīng)大于50$\sqrt{2}$V
C.原線圈的輸入功率為200WD.通過R2的電流為$\sqrt{2}$A

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,虛線左側(cè)空間有一方向水平向右的勻強(qiáng)電揚(yáng),場強(qiáng)E=5×108N/C.足夠長的光滑水平導(dǎo)軌MN部分處于勻強(qiáng)電場中,右端N與水平傳送帶平滑連接,導(dǎo)軌上放有質(zhì)量m=1.0kg、電荷量q=1×10-8C、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電滑塊A,傳送帶長L=2.0.第一次實(shí)驗(yàn)時(shí),使皮帶輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳送帶以速率v=3.0m/s勻速運(yùn)動(dòng),由靜止釋放A,A在電場力作用下向右運(yùn)動(dòng),以速度vA=$\sqrt{17}$m/s滑上傳送帶,并從傳送帶右端P點(diǎn)水平飛出落至地面上的Q點(diǎn),已知A與傳送帶之間的動(dòng)障擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)A到達(dá)傳送帶右端P點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí),使皮帶輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳迭帶以速率v=3.0m/s勻速運(yùn)動(dòng),調(diào)整A由靜止釋故的位置,使A仍從P點(diǎn)水平飛出落至Q點(diǎn).求A的初始位置距虛線的距離的范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.圖甲為某物理興趣小組設(shè)計(jì)的一種電子秤結(jié)構(gòu)原理圖.其中RO為定值電阻,R是壓敏電阻,其阻值的變化范圍約為幾歐到幾十歐,通過電壓表的示數(shù)可知道物重.為了制作出可使用的電子秤,該興趣小組又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路,用于探究壓敏電阻R隨所受壓力F的變化關(guān)系.圖乙電路中J、K處的電表可從下列實(shí)驗(yàn)器材中選擇:
電流表A1(0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
電流表A2(0~0.3A,內(nèi)阻r1=10Ω)
電壓表V(0~15V,內(nèi)阻約為5kΩ)

①為盡可能準(zhǔn)確測量電阻R,則J、K的電表應(yīng)分別是${A}_{2}^{\;}$和${A}_{1}^{\;}$(填電表字母代號(hào)).
②圖乙中,在電阻R上施加豎直向下的壓力F,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí).J表的示數(shù)為a,K表的示數(shù)為b,可計(jì)算出R=$\frac{{ar}_{1}^{\;}}{b-a}$.(用a、b和相關(guān)已知量符號(hào)表示)
③圖乙所示電路中,改變壓力F的大小,得到不同的R值,繪出如圖丙所示的R-F圖象,則R與F滿足的關(guān)系式
為R=-2F+16.
④在圖甲所示的電路中,已知電源電動(dòng)勢E=10.0V,電源內(nèi)阻r=1.0Ω,Ro=5.0Ω.現(xiàn)將一重物水平放置在壓敏電阻R上,當(dāng)閉合開關(guān)時(shí).電壓表示數(shù)為5.0V,則該重物重為6.0N.若考慮電壓表內(nèi)阻的影響,則物重的測量值小于(選填“大于”、“小于”或“等于”)真實(shí)值.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.設(shè)有钚的同位素離子${\;}_{94}^{239}$Pu靜止在勻強(qiáng)磁場中,該粒子沿與磁場垂直的方向放出α粒子以后,變成鈾的一個(gè)同位素離子,同時(shí)放出能量為E=0.09MeV的光子.(普朗克常量h=6.63×10-34J•s)
(1)試寫出這一過程的核衰變方程;
(2)光子的波長為多少?
(3)若不計(jì)光子的動(dòng)量,則鈾核與α粒子在該磁場中的回轉(zhuǎn)半徑之比Rα:RU為多少?

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