【题目】用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示.已知m1=50 g、m2=150 g,则:(结果均保留两位有效数字)
(1)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔEk=________J,系统势能的减少量ΔEp=______J.(取当地的重力加速度g=10 m/s2)通过比较可以得出结论:_________________________。
(2)若某同学作出v2-h图象如图丙所示,则当地的重力加速度g=________m/s2.
【答案】 (1)0.58 0.60 在误差允许的范围内,机械能守恒; (2)9.7
【解析】(1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度,可知打第5个点时的速度为: ;
物体的初速度为零,所以动能的增加量为: ;
重力势能的减小量等于物体重力做功,故:△EP=W=(m2-m1)gh=(0.15-0.05)×10×(0.384+0.216)=0.60J;
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等,因此在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒.
(2)本题中根据机械能守恒可知, ,即有:
,所以出
v2-h图象中图象的斜率表示
g,
由图可知, ,解得 g=9.7m/s2,故当地的实际重力加速度g=9.7m/s2.
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【题目】如图所示,某司机驾驶一辆小汽车在平直公路上以15m/s的速度匀速行驶.他突然发现正前方有一宠物小狗因受惊吓静止在公路中央,立即刹车,刹车的加速度大小为7.5m/s2,最后在距离小狗2m的地方停下.求
(1)司机从发现小狗刹车到停止所用的时间;
(2)司机发现小狗刹车时距离小狗多远.
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【题目】如图为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则(______)
A.m1> m2 r1> r2 B.m1> m2 r1< r2
C.m1> m2 r1=r2 D.m1< m2 r1=r2
(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的投影位置为O,经多次释放小球,在记录纸上找到两球的平均落点位置M、P、N,并测得它们到O点的距离分别为、
、
。已知入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,只要验证等式_______________成立,即表示碰撞中动量守恒。
(3)满足(2)的情况下,若满足等式___________________成立,即可认为碰撞为弹性碰撞。(仅用线段、
、
表示)
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【题目】两个较大的平行板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正负极上,开关S闭合时质量为m,带电量为﹣q的油滴恰好静止在两板之间,如图所示,在保持其他条件不变的情况下,将两板非常缓慢地水平错开一点,以下说法正确的是( )
A. 油滴将向上运动,电流计中的电流从b流向a
B. 油滴将向下运动,电流计中的电流从a流向b
C. 油滴静止不动,电流计中的电流从a流向b
D. 油滴静止不动,电流计中的电流从b流向a
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【题目】质量m=0.1g,带电荷量q=-410-7C的带电粒子以v0=10m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间,刚好从A板边缘飞出电场区域,如图所示,已知板长L=1.0m,板间距离d=0.06m,不计粒子重力,试求:
①带电粒子在电场中运动的时间;
②带电粒子的加速度大小;
③A、B两板间的电压。
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【题目】如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处.(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6.取g=10m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t.
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【题目】(1)下列说法中正确的是
A.无论技术怎样改进,热机的效率都不可能达到100%
B.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
C.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.已知阿伏伽德罗常数、某气体的摩尔质量和密度,可估算该种气体分子体积的大小
E.在油膜法估测分子大小的实验中,用一滴酒精油酸溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径
(2)如图所示,有一截面积为的导热气缸,气缸内部有一固定支架AB,支架上方有一放气孔,支架到气缸底部距离为
,活塞置于支架上,开始时气缸内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强
,当外界温度缓慢上升至303K时,活塞恰好被整体顶起,气体由放气孔放出少许,活塞有回到支架处,气缸内气体压强减为
,气体温度保持303K不变,整个过程中封闭气体均视为理想气体,已知外界大气压强恒为
,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦。求:
(i)活塞的质量
(ii)活塞被顶起过程中放出气体的体积
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