【题目】利气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装示意图如图1所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.
②用游标卡尺测量挡光条的宽度L,结果如图所示,由此读出L=mm.
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2 .
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字写出下列所求物理量的表达式:
①当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和码)的总动能分别为Ek1=和Ek2= .
②如果表达式成立,则可认为验证了机械能守恒定律.
【答案】
(1)10.90
(2) (M+m)(
)2,
(M+m)(
)2,△Ep=Ek2﹣Ek1
【解析】解:(1)游标卡尺,主尺读数为10mm,游标读数为0.02×45mm=0.90mm,所以最终读数为10.90mm; (2)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门1速度v1=
滑块通过光电门2速度v2=
系统的总动能分别为Ek1= (M+m)(
)2
Ek2= (M+m)(
)2;
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgs(3)如果满足关系式△Ep=Ek2﹣Ek1,即系统重力势能减小量等于动能增加量,则可认为验证了机械能守恒定律.
所以答案是:(1)10.90; (M+m)(
)2,
(M+m)(
)2,△Ep=Ek2﹣Ek1.
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【题目】如图所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B 两点,现用另一轻绳将一物体系 于 O 点,设轻绳AO、BO 相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为 FA、FB , 物体受到的重力为G,下列表述正确的是( )
A.FA一定大于 G
B.FA一定大于 FB
C.FA 一定小于 FB
D.FA 与FB大小之和一定等于 G
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【题目】现有两个点电荷A和B,它们电量分别为+Q和-Q,a为AB连线的中点,b与a关于B对称,它们都在一条直线上,如图所示,把一个带正电的试探电荷从a移到b的过程中下列说法正确的是:
A. 电场力对试探电荷一直做正功
B. 电场力对试探电荷先做正功后做负功
C. 试探电荷受到的电场力一直增大
D. 试探电荷受到的电场力先增大后减小
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【题目】如图所示,两颗个人造地球卫星A、B围绕地球E做匀速圆周运动,卫星A的轨道半径为rA , 运行周期为TA;卫星B的轨道半径为rB . 已知万有引力常量为G.则根据以上信息可以求出( )
A.卫星B的运行周期
B.地球的质量
C.地面上的重力加速度
D.地球的半径
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【题目】如图所示,竖直环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一挡板固定在地上,B不能左右运动,在环的最低点静置一小球C,A、B、C的质量均为m,给小球一水平向右的瞬时冲量I,小球会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,瞬时冲量必须满足
A. 最小值 B. 最小值m
C. 最大值
D. 最大值m
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【题目】如图所示,水平放置的A、B两平行板相距为d,上板A带正电,下板B带负电,现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间的电势差UAB为多少?
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【题目】如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
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【题目】如图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置.
(1)在验证机械能守恒定律的实验中,没有必要进行的操作是______
A.用天平测重物的质量
B.用秒表测重物下落的时间
C.用打点计时器记录重物下落的信息
D.用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz,A、B、C为纸带中选取的三个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=______ s,打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=______ m/s.(小数点后保留两位有效数字)
(3)由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量(选填“<”,“>”或“=”)
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