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【题目】利用右图甲的实验装置可探究重物下落过程中物体的机械能守恒问题.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,点O为电火花打点计时器打下的第一个点,分别测出若干连续点A、B、C…与O点的距离h1=70.99cm、h2=78.57cm、h3=86.59cm…如图所示,已知重物的质量为m=100g,g取9.80m/s2,请回答下列问题:(所有结果均保留三位有效数字)
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(1)下列有关此实验的操作中正确的是: ____________
A.重物应靠近打点计时器,然后再接通电源放开纸带让重物带动纸带自由下落
B.重物应选择质量大、体积小、密度大的材料
C.实验时采用的电源为4—6V的低压交流电源
D.计算B点的瞬时速度时既可用
也可用
来求解
(2)在打下点O到打下点B的过程中重物动能的增量为△Ek=_____J,重物重力势能的减少量为△EP =_______J。
(3)取打下O点时重物的重力势能为零,计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能EK和重力势能EP,建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示EK和EP,根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值为k1,图线Ⅱ的斜率的绝对值为k2,则可求出重物和纸带下落过程中所受平均阻力为_______(用k1和k2表示)。
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【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上
点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为
,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为
的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上
点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间
,用
表示
点到光电门
处的距离,
表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过
点时的瞬时速度,实验时滑块在
处由静止开始运动。
(1)某次实验测得倾角
,重力加速度用
表示,滑块从
处到达
处时
和
组成的系统动能增加量可表示为
,系统的重力势能减少量可表示为![]()
,在误差允许的范围内,若![]()
则可认为系统的机械能守恒;(用题中字母表示)
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(2)在上次实验中,某同学改变
、
间的距离,作出的
图象如图所示,并测得,则重力加速度
= m/s2。
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【题目】如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E=4×105 N/C、方向水平向左的匀强电场,在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量与电荷量之比为
=4×10-10 kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=2×107 m/s垂直x轴射入电场,OA=0.2 m,不计重力。求:
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(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离。
(2)若要求粒子不能进入第Ⅲ象限,求磁感应强度B的取值范围。(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况).
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【题目】一列简谐横波沿+x轴方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,A、B、P和Q是介质中的四个质点,t=0时刻波刚好传播到B点,质点A的振动图象如图乙所示,则:
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①该波的传播速度是多大?
②从t=0到t=1.6s,质点P通过的路程为多少?
③经过多长时间质点Q第二次到达波谷?
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【题目】⑴在用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1.00 kg的重物拖着纸带做竖直下落运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点,如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.04 s,P为纸带运动的起点,从P点到打下B点过程中物体重力势能的减少量ΔEp=___________J,在此过程中物体动能的增加量ΔEk=_________J.(已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,答案保留三位有效数字).
⑵用v表示各计数点的速度,h表示各计数点到P点的距离,以
为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出
-h的图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是______________.
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【题目】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么:
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(1)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;
(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________ J,动能增加量ΔEk=________ J(结果取三位有效数字);
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以
为纵轴,以h为横轴画出的图象是下图中的 _______.![]()
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【题目】某实验小组用图甲所示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒:将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置,重物通过细绳水平牵引小车沿轨道运动,利用打点计时器和纸带记录小车的运动.
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(1)本实验中小车质量 ____(填“需要”、“不需要”)远大于重物质量;
(2)将小车靠近打点计时器,将穿好的纸带拉直,接通电源,释放小车. 图乙是打出的一条清晰纸带, O点是打下的第一个点,1、2、3、4、5是连续的计数点,O点和计数点1之间还有多个点(图中未画出),相邻计数点间的时间间隔为0.02s.在打计数点4时小车的速度v=____m/s(保留三位有效数字).若已知重物的质量为m,小车的质量为M,则从点O到点4的过程中,系统减少的重力势能为___,增加的动能为________(g取9.8m/s2,数字保留两位小数).
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【题目】光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体都以v0=6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长.质量为4kg的物体C静止在前方,如图所示,B与C发生碰撞后粘合在一起运动,在以后的运动中,求:
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(1)弹性势能最大值为多少?
(2)当A的速度为零时,弹簧的弹性势能为多少?
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【题目】汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5 m,A车向前滑动了2.0 m,已知A和B的质量分别为
kg和
kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小
.求
(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小;
(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。
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【题目】如图所示,水平光滑直轨道ab与半径为
0.4m的竖直半圆形粗糙轨道bc相切,
3.2m,且d点是ab的中点。一质量
2kg的小球以
8m/s初速度沿直轨道ab向右运动,小球进入半圆形轨道后能通过c点,然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点,则求:
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(1)小球在最高点对轨道的挤压力;
(2)通过轨道bc时克服摩擦力做功。
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