某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz.(1)实验的部分
题型:不详难度:来源:
某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz.
(1)实验的部分步骤如下: ①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码; ②将小车停在打点计时器附近,先 ,再 ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ; ③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。 (2)如图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置. (3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功, 做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是 .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和 . 表1纸带的测量结果
测量点
| S/cm
| v/(m·s-1)
| 0
| 0.00
| 0.35
| A
| 1.51
| 0.40
| B
| 3.20
| 0.45
| C
|
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| D
| 7.15
| 0.54
| E
| 9.41
| 0.60
|
|
答案
(1)接通电源,放开小车 ,关闭电源 (2)5.08±0.01 , 0.49 (3)钩码的重力,摩擦力(4)△V2与S成正比,小车的质量 。 |
解析
(1)本实验要求先接通电源在释放纸带(2)C点为位移为6.08cm-1cm=5.08cm,C点为BD间的中间时刻,C点速度等于BD间的平均速度(3)对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码的重力做正功,摩擦力做负功(3)由运动学公式结合描点连线的图像可知△V2与S成正比,要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量 |
举一反三
如图半径分别为2R和R的甲、乙两光滑圆形轨道固定放置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条水平轨道CD相连,曲面轨道与水平面轨道在B处光滑连接(物块经过B点时没有机械能损失),现有一小物块从斜面上高h处的A点由静止释放,曲面轨道以及水平轨道BC段是光滑的,小物块与CD段以及D右侧的水平轨道间的动摩擦因数均为μ。已知小物块通过甲轨道最高点时与轨道间压力为物块重力的3倍,而后经过有摩擦的CD段后又进入乙轨道运动。 (1)求初始释放物块的高度h (2)为避免出现小物块脱离圆形轨道乙而发生撞轨现象,则CD段的长度应满足什么条件? |
竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图所示,A、M、B三点位于同一水平面上,C、D分别为两轨道的最低点,将两个质量不相同的小球分别从A、B处同时无初速释放,则
A.通过C、D时,两球的速度大小相等 B.通过C、D时,两球的机械能大小相等 C.通过C、D时,两球的加速度大小相等 D.通过C、D时,两球对轨道的压力大小相等 |
如图所示,质量为m=0.1 kg可视为质点的小球从静止开始沿半径为R1=35 cm的圆弧轨道AB由A点滑到B点后,进入与AB圆滑连接的1/4圆弧管道BC.管道出口处为C,圆弧管道半径为R2=15 cm,在紧靠出口C处,有一水平放置且绕其水平轴线匀速旋转的圆筒(不计筒皮厚度),筒上开有小孔D,筒旋转时,小孔D恰好能经过出口C处,若小球射出C出口时,恰好能接着穿过D孔,并且还能再从D孔向上穿出圆筒,小球到最高点后返回又先后两次向下穿过D孔而未发生碰撞,不计摩擦和空气阻力,g取10 m/s2,问:
(1)小球到达B点的瞬间前后对轨道的压力分别为多大? (2)小球到达C点的速度多大? (3)圆筒转动的最大周期T为多少? |
竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E. 已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力. 现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直速度突变为零,水平分量没有变化,(不计空气阻力)则小球到达与P1点等高的P2时线上张力T为多少( )
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如图所示,L为竖直.固定的光滑绝缘杆,杆上O点套有一质量为m.带电量为-q的小环,在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上a、b两点到+Q的距离相等,Oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,使小环从图示位置的O点由止释放后,通过a的速率为。则下列说法正确的是
A.小环通过b点的速率为 | B.小环从O到b,电场力做的功可能为零 | C.小环在Oa之间的速度是先增大后减小 | D.小环在ab之间的速度是先减小后增大 |
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