【题目】利用如图中所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带。打点计时器的打点周期。通常要求从其中挑选头两个计时点(0、1两计时点)间的距离接近2mm的纸带进行测量。但一位同学未按此要求,选取了一条操作正确、点迹清楚但头两个计时点(0与1计时点)间的距离明显小于2mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3、…、各实际点迹)、测最(测出各点与0点的高度差、、、…、),如图乙所示,那么能否用它正确计算比较点位置处的动能与重力势能的对应关系,即能否验证?______________,理由是______________。列出点处瞬时速度的计算式(应用从纸带上读取的数据)______________。
【答案】能 因为运动性质仍为自由落体运动,只要将的位置除外即可
【解析】
[1][2]本题的实验过程要求先接通电源、开启打点计时器、在纸带上记下初始位置,然后将纸带、重锤系统适时地由静止释放使之自由下落,所谓“适时”,最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放,纸带上的头两个计时点的间隔就是自由落体在第一个0.02s内下落的位移,即
这种情况的机会很少,通常是在振针两次敲击纸带之间的某时刻松手释放,但只要是由静止释放,运动性质仍然是自由落体,只是纸带上头两个计时点之间的距离由于所经历的时间小于0.02s而较2mm要短些;因此只要将的位置除外,仍可以进行验证机械能守恒定律;
[3]比较点位置的动能与重力势能减少量的等量关系,某点的速度等于与它相邻两点间的平均速度,则
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【题目】如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球叠放在一起,从高度为h处由静止释放,他们一起下落。不计空气阻力。
(1)在下落过程中,两个小球之间是否存在相互作用力?请说明理由。
(2)已知h远大于两球半径,所有的碰撞都没有机械能损失,且碰撞前后小球都沿竖直方向运动。若碰撞后m2恰好速度为零,求:
①落地前瞬间,两个小球的速度大小v0;
②两个小球的质童之比m1:m2;
③小球m1上升的最大高度H。
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【题目】如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球叠放在一起,从高度为h处由静止释放,他们一起下落。不计空气阻力。
(1)在下落过程中,两个小球之间是否存在相互作用力?请说明理由。
(2)已知h远大于两球半径,所有的碰撞都没有机械能损失,且碰撞前后小球都沿竖直方向运动。若碰撞后m2恰好速度为零,求:
①落地前瞬间,两个小球的速度大小v0;
②两个小球的质童之比m1:m2;
③小球m1上升的最大高度H。
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【题目】某学校的物理兴趣实验小组在探究机械能守恒定律时,进行了如下的操作:
A.按照图中所示的装置,组装实验器材
B.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,让重物尽量靠近打点计时器
C.先接通电源,后松开纸带,开始打点。并如此重复多次,以得到几条打点纸带
D.从打下的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带,记下起始点,在距离点较远处连续选择几个计数点(或计时点)
E.测出各点到点的距离,即得到重物下落的高度,并计算出各点的速度值
F.计算出和进行比较,得出实验结论(已知低压交流电源的频率为50Hz,重力加速度为)
根据以上操作回答下列问题:
(1)图乙中的点为第一个点迹清晰的计时点,且以后每隔一个计时点选取一个计数点,图中的数据分別为、、、到点的距离,如果选取点进行分析,则重物的重力势能减少了___J,动能增加了_________J。(重物的质量用表示)
(2)重物动能的增加量_________(“略大于”或“略小于”)重力势能的减少量,出现该现象的原因是__________________。
(3)由以上的数据得出的结论为__________________。
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【题目】图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1.0m处的质点,Q是平衡位置为x=4.0m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则( )
A.t=0.15s时,质点Q的加速度达到负向最大
B.质点Q简谐运动的表达式为x=10sint(cm)
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30m
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【题目】某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,进行了如下的操作:
A取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点,在距离点较远处选择连续几个计数点(或计时点)
B.用天平称出重物和夹子的质量
C.计算出和,看两者是否相等
D.固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,让重物尽量靠近打点计时器
E.先接通电源,后松开纸带,开始打点,并如此重复多次,以得到几条打点纸带
F.测出各点到点的距离,即得到重物下落的高度,并计算出各点的速度值
在以上的操作中不必要的是_____________;然后将必要的操作进行正确排序:____________。
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【题目】将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2所构成三角形的底边相同,2和3所构成三角形的高度相同,现将一 个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿木板形成的斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均相同,在这三个过程中,下列说法正确的是( )
A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度不同;沿着2和3下滑到底端时,物块的速度相同
B.沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量最多
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量一样多
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【题目】如图所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为 AB、BC两段,且 BC=1.5AB.小物块 P(可视为质点)与 AB、BC 两段斜 面之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知小物块 P 从 A 点由 静止释放,恰好能滑动到 C 点而停下,则θ、μ1、μ2 间应 满足的关系是
A.tanθ =
B.tanθ =
C.tanθ =2μ1-μ2
D.tanθ =2μ2-μ1
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【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1____Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
(2)用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=____mm。
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出____和____(写出物理量的名称及符号)。
(4)若上述物理量间满足关系式___________________,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
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