【题目】利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题.
①图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3….已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,可得重锤下落到B点时的速度大小为 .
②取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep . 建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep , 根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=J/m(保留3位有效数字).重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为(用k1和k2表示).
【答案】;2.80;
【解析】解:(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,
那么B点的瞬时速度vB= ,
(2)取打下O点时重物的重力势能为零,因为初位置的动能为零,则机械能为零,每个位置对应的重力势能和动能互为相反数,即重力势能的绝对值与动能相等,而图线的斜率不同,原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功.
根据图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率k2=2.80 J/m.
根据动能定理得,mgh﹣fh= mv2,则mg﹣f= ,
图线斜率k1= =mg,
图线斜率k2= = ,
知k1﹣f=k2,则阻力f=k1﹣k2.
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 .
故答案为:(1) ;(2)2.80, .
(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,带入求B点的瞬时速度,
(2)打下O点时重物的重力势能为零,因为初位置的动能为零,则机械能为零,每个位置对应的重力势能和动能互为相反数,即重力势能的绝对值与动能相等,而图线的斜率不同,原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功.据动能定理结合图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率,求重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值。
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【题目】均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时:求:
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.
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【题目】一物体自t=0时开始做直线运动,0~6s内其v﹣t图象如图所示.求:
(1)分别描述物体在0~2秒,2~4秒,最后1秒的运动情况;
(2)0~2秒内的加速度;
(3)在0~6s内,物体离出发点最远距离;
(4)在0~6s内,物体经过的路程.
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【题目】动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行,他们的速度大小之比vA:vB=2:1,则动量大小之比pA:pB=;两者碰后粘在一起运动,总动量与A原来动量大小之比为p:pA= .
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【题目】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点,如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2 . 那么:
(1)纸带的端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点和点来验证机械能守恒定律;
(3)从O点到所取点,重物重力势能减少量△Ep= J,该所取点的速度大小为m/s;(结果取3位有效数字).
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【题目】如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A和B的质量相等;A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g=10m/s2 . 求:
(1)碰撞前瞬间A的速率v;
(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′;
(3)A和B整体在桌面上滑动的距离L.
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【题目】如图所示,质量为4.0kg的物体在与水平方向成角、大小为20N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,物体与地面间动摩擦因数为0.20;取, , ;求:
(1)物体的加速度大小;
(2)经过2s撤去F,再经3s时物体的速度为多大?
(3)物体在5s内的位移是多少?
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【题目】如图所示,由导线制成的正方形线框边长L,每条边的电阻均为R,其中ab边材料较粗且电阻率较大,其质量为m,其余各边的质量均可忽略不计.线框可绕与cd边重合的水平轴OO′自由转动,不计空气阻力及摩擦.若线框始终处在方向竖直向下.磁感强度为B的匀强磁场中,线框从水平位置由静止释放,历时t到达竖直位置,此时ab边的速度为v,重力加速度为g.则以下说法正确的有( )
A.线框在竖直位置时,ab边两端的电压Uab=BLv
B.线框在竖直位置时,ab边所受安培力的大小F安=BIL=
C.这一过程中感应电动势的有效值E有=2
D.在这一过程中,通过线框导线横截面的电荷量q=
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【题目】NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B.2 g氢气所含原子数目为NA
C.在常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D.17 g氨气所含质子数目为10NA
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