⑵同理得: 且: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

某同學經(jīng)查閱資料得知:彈簧彈性勢能的表達式為EP=
1
2
kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量.為驗證這個結(jié)論,他找來一根勁度系數(shù)未知的輕質(zhì)彈簧和已知質(zhì)量為m的物塊,事先測出物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ的值.查,又查出當?shù)刂亓铀俣萭的值.
(1)在測量實驗所用彈簧的勁度系k時,若只能選用一個測量儀器,則可以選擇
刻度尺
刻度尺

(2)在測出彈簧的勁度系數(shù)k和物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ的值之后,按照圖所示的方式進行儀器組裝:彈簧左端固定在墻上,物塊緊靠彈簧右端放置在水平面上,且與彈簧不拴接.在彈簧處于原長的情況下,標記物塊左側(cè)邊緣(即彈簧右端)的位置O;然后用水平力推物塊,將彈簧壓縮,標記彈簧壓縮最短時物塊左側(cè)邊緣的位置A;然后突然撤去推力,彈簧將物塊推出,物塊滑行一段距離后停下,標記此時物塊左側(cè)邊緣的位置B.測得OA之間的距離為x1,OB之間的距離為x2.在分析實驗數(shù)據(jù)時,若算出
1
2
k
x
2
1
1
2
k
x
2
1
μmg(x1+x2
μmg(x1+x2
的值近似相等,便可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式.(用測得的物理量和已知物理量的符號表示)

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某同學在資料上查得彈簧振子的周期公式為T=
m
k
,彈簧的彈性勢能公式Ep=
1
2
kx2
(式中k為彈簧的勁度系數(shù),m為振子的質(zhì)量,x為彈簧的形變量).為了驗證彈簧的彈性勢能公式,他設計了如圖1所示的實驗:輕彈簧的一端固定在非常平滑的木板一端,另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊,滑塊上豎直固定一個擋光條,每當擋光條擋住從光源A發(fā)出的細光束時,傳感器B因接收不到光線就產(chǎn)生一個電信號,輸入電腦后經(jīng)自動處理就能形成一個脈沖電壓波形.開始時,滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細光束.給滑塊一個瞬時沖量后,振子就振動起來.
(1)系統(tǒng)振動過程中,在電腦上所形成的脈沖電壓波如圖2所示,可知該系統(tǒng)的振動周期T=
2T0
2T0

(2)測得擋光條寬度為d,擋光時間△t,且△t遠小于T0.則小球運動的最大動能Ek=
md2
2△t2
md2
2△t2

(3)如果再測出滑塊振動的振幅為A,利用資料上提供的兩個公式及測出的物理量表示出系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能Ep=
π2m
2T02
A2
π2m
2T02
A2

通過本實驗,如果Ek=Ep,也就驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性.

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某同學用圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律.圖中PQ為斜槽,QR為水平槽.實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復上述操作10次,得到10個落點痕跡.再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓a球仍從位置G由靜止?jié)L下,和b球碰撞后,a、b球分別在記錄紙留下各自的落點痕跡,重復這種操作10次.
(1)確定小球的平均落點的方法是:
用圓規(guī)畫盡可能小的圓,把所有的落點圈在里面,圓心既是小球平均落點位置
用圓規(guī)畫盡可能小的圓,把所有的落點圈在里面,圓心既是小球平均落點位置

(2)圖甲中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點,b球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在平面,米尺的零刻點與O點對齊.則撞后b球的水平射程應為
55.7
55.7
cm.
(3)某同學在做該實驗時,不小心把a、b球位置換了,即把質(zhì)量較大的a球(質(zhì)量為ma)當成了被碰球,把質(zhì)量較小的b球(質(zhì)量為mb)當成了入射球.結(jié)果b球單獨滾下時,平均落點為C點,而b球與a球相碰后無能向前拋出,b球和a球平均落點分別為A點和B點(如圖甲所示).該同學測出了相關的物理量,利用這些數(shù)據(jù)也能判斷碰撞中的動量守恒,判斷的依據(jù)是看
maOB
maOB
maOA+mbOC
maOA+mbOC
在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.

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某同學用圖甲所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動,實驗中使用的打點計時器的打點頻率為f.他的實驗步驟如下:
①按圖甲安裝好實驗器材;
②接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動,重復幾次;
③選出一條點跡比較清晰地紙帶,舍去開始密集的點跡,從便于測量的點開始,每兩個打點間隔取一個計數(shù)點,如圖乙中0、1、2…6點所示;
④測量相鄰兩個計數(shù)點之間距離,分別記作x1、x2、x3…x6;
⑤通過測量和計算,判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運動.利用該同學測量的數(shù)據(jù)可以得到小車的加速度a=
1
36
[(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)]f2
1
36
[(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)]f2

若該同學在實驗中用量角器還測出了平板斜面的傾角α,且已知當?shù)氐闹亓铀俣戎礸,則在以下物理量中,還能計算出
D
D

A.小車的質(zhì)量
B.小車到達斜面底端時的速度
C.小車在斜面上運動的時間
D.小車與平板斜面之間的動摩擦因數(shù)

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某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗,先將球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面的記錄紙上留下壓痕,重復10次,再把同樣大小的球b放在斜槽軌道水平段的最右端處靜止,讓球a仍從原固定點由靜止開始滾下,且與b球相碰,碰后兩球分別落在記錄紙上的不同位置,重復10次.
①本實驗必須測量的物理量是
AF
AF
.(填序號字母)
A.小球a、b的質(zhì)量ma、mb
B.小球a、b的半徑r
C.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
D.球a的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差h
E.小球a、b離開軌道后做平拋運動的飛行時間
F.記錄紙上O點到兩小球的平均落點位置A、B、
C的距離
.
OA
、
.
OB
、
.
OC

②放上被碰小球,兩球(ma>mb)相碰后,小球a、b的平均落點位置依次是圖中
A
A
點和
C
C
點.
③利用該實驗測得的物理量,可以驗證兩球(在誤差允許范圍內(nèi))碰撞過程中的動量守恒,則需驗證的表達式為:
ma?
.
OB
=ma?
.
OA
+mb?
.
OC
ma?
.
OB
=ma?
.
OA
+mb?
.
OC

④利用該實驗測得的物理量,也可以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒.判斷的依據(jù)是看ma
.
OB
2
ma
.
OA2
+mb
.
OC2
ma
.
OA2
+mb
.
OC2
在誤差允許范圍內(nèi)是否相等.

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