如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由
题型:不详难度:来源:
如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平桌面成一定角度θ[如图(b)所示],则B的总势能曲线如图(c)中II所示(设B在x=0处时重力势能为零)。在图(b)的情况下,若将B放在x=15.0cm处,则B在该位置时的重力势能为________J, 气垫导轨的倾角θ为________;若将B在x=15.0cm处静止释放,则它能达到的最大速度为________ m/s,此时B受到的磁场力为________ N。(计算时取g=10m/s2) |
答案
0.60(2分),53.1°(2分),0.85(±0.01)(2分),4.0(2分) |
解析
分析:根据曲线I读出在x=15.0cm处的势能是0.1J,根据曲线II读出在x=15.0cm处的总势能是0.7J,运用能量守恒求出B在该位置时的重力势. 根据重力势能的定义求出倾角θ. 根据功能关系可知,当势能最小时,动能最大.由图得出释放时的势能便是整个运动过程中的总能量,根据能量转化与守恒可知势能最小时动能最大,据此可求得最大速度. 解:根据曲线I读出在x=15.0cm处的势能是0.1J,根据曲线II读出在x=15.0cm处的总势能是0.7J, 运用能量守恒得 x=15.0cm处,则B在该位置时的重力势能为0.7J-0.1J=0.6J 根据重力势能的定义Ep=mgh 所以h=0.12m 所以sinθ=,即θ=53.1° 由图读得释放处(x=15.0cm处)势能Ep=0.70J,此即B的总能量.由于运动中总能量守恒, 因此在势能最小处动能最大,由图象得最小势能为0.5J, 则最大动能为Ekm=0.7-0.52=0.18J 最大速度为vm==0.85(m/s) 最大速度位置B的加速度为零,所以B受到的磁场力为mgsinθ=4.0N. 故答案为:0.6,53.1°,0.85(±0.01),4.0. |
举一反三
如图所示,物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,放手后,A向下B向上加速运动,现要利用此装置验证机械能守恒定律。
小题1:若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有_________。(选填下面的序号) ①物块A和B的质量; ②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间; ③绳子的长度。 小题2:为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议: ①绳的质量要轻; ②尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃; ③两个物块的质量之差要尽可能小。 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。 小题3:写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议______________________。 |
如图是利用DIS实验系统进行“研究变速直线运动的位移与速度”实验时所获取的电脑屏幕截图,图中用细实线框出了三个区域,根据图上显示的实验信息可知,(从给出的选项中选择:A 选择实验数据处理方式、B 记录所采集的实验数据、 C 提取实验数据 D 操控实验数据采集) 小题1:Ⅰ区的功能是________,Ⅱ区的功能是______________.。 (将符合选项功能前的字母填在相应的横线上) 小题2:点击“选择区域”后,选择AD为研究区域,Ⅲ区域“速度”窗口中显示的数值表示_______________, 小题3:如何操作可较准确求出物体在A时刻的瞬时速度__________________________________________________________________________________________________________________ |
利用现代信息技术进行的实验叫做DIS实验,DIS由传感器、________和________组成.如图所示为“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图,图中①所示的器材为:( )A.位移传感器. | B.速度传感器. | C.时间传感器. | D.光电门传感器. |
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小题1:图是研究小车运动时的s-t图的实验装置
①发射器和接收器组成 传感器, ②这组传感器测量的物理量是 . 小题2:指出图的s-t图中指定区域内小车的运动状态. l~2区域:________. 3~4区域:________. 5~6区域:________. |
在学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”中,为了研究势能与动能转化时的规律,需要按正确的实验步骤来完成. 小题1:请按正确的实验顺序填写下列步骤:________. ①开启电源,运行DIS应用软件,点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”,软件界面. ②卸下“定位挡片”和“小标尺盘”,安装光电门传感器并接入数据采集器. ③摆锤置于A点,点击“开始记录”,同时释放摆锤,摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处. ④把光电门传感器放在大标尺盘最底端约D点,并以此作为零势能点.A、B、C点相对于D点的高度已事先输入,作为计算机的默认值. ⑤点击“数据计算”,计算D点的势能、动能和机械能. ⑥依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点,重复实验,得到相应的数据. 小题2:在实验过程中,是否有重要的实验步骤遗漏?若有,请写出该步骤的内容: |
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