【題目】由于空間站處于完全失重狀態(tài),不能利用天平等儀器測(cè)量質(zhì)量,為此某同學(xué)為空間站設(shè)計(jì)了如圖所示(a)的實(shí)驗(yàn)裝置,用來(lái)測(cè)量小球質(zhì)量。圖中彈簧固定在擋板上,軌道B處裝有光電門(mén),可以測(cè)量出小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。該同學(xué)設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(ⅰ)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d

(ⅱ)將彈簧固定在檔板上

(ⅲ)小球與彈簧接觸并壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x

(ⅳ)由靜止釋放小球,測(cè)量小球離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,計(jì)算出小球離開(kāi)彈簧的速度v

(ⅴ) 改變彈簧的壓縮量,重復(fù)步驟(ⅲ)、(ⅳ)多次

(ⅵ) 分析數(shù)據(jù),得出小球的質(zhì)量

該同學(xué)在地面上進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問(wèn)題

(1)步驟(ⅰ)中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖(b)所示,小球的直徑d___cm;

(2)某一次步驟(ⅲ) 中測(cè)得彈簧的壓縮量為1 cm,對(duì)應(yīng)步驟(ⅳ)中測(cè)得小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為7.50 ms,則此次小球離開(kāi)彈簧的速度v______m/s;

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的彈簧的形變x與對(duì)應(yīng)的小球速度v在圖(c)中描出了對(duì)應(yīng)的點(diǎn),請(qǐng)將(2)問(wèn)中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)描出,并畫(huà)出v-x圖像。

(4)已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的彈性勢(shì)能EP與彈簧形變量x2之間的關(guān)系如圖(d)所示,實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球的質(zhì)量為_____kg。

【答案】1.50 2 0.05

【解析】

游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù),游標(biāo)卡尺不需要估讀根據(jù)在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度得出小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大;根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的彈簧的形變x與對(duì)應(yīng)的小球速度v在圖中描出了對(duì)應(yīng)的點(diǎn),用直線連接;根據(jù)能量守恒定律可得,可得,分析其斜率求出小球的質(zhì)量;

(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為:1.5cm,游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為0×0.1mm=0.0mm=0.00 cm,所以最終讀數(shù)為:1.5cm+0.00cm=1.50cm;

(2)根據(jù)在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度得:小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的彈簧的形變x與對(duì)應(yīng)的小球速度v在圖中描出了對(duì)應(yīng)的點(diǎn),用直線連接如圖所示

斜率,小球速度v與彈簧的形變x;

(4)根據(jù)能量守恒定律可得,可得,由彈簧的彈性勢(shì)能EP與彈簧形變量x2之間的關(guān)系圖可得,實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球的質(zhì)量為

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】一質(zhì)點(diǎn)O受兩個(gè)大小均為20N的力F1、F2作用,甲圖中兩力之間的夾角小于乙圖中兩力之間的夾角。圖中力的標(biāo)度為10N。

(1)試用作圖法分別求出甲、乙兩圖中兩個(gè)力的合力F、F的大小_______、__________

(2)通過(guò)作圖比較,可以得出:兩個(gè)大小一定的分力,它們之間的夾角越大,合力____________。

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A. 墻和周?chē)諝鈱?duì)氣球的合力大于G

B. 墻和周?chē)諝鈱?duì)氣球的合力小于G

C. 墻和周?chē)諝鈱?duì)氣球的合力方向豎直向上

D. 墻和周?chē)諝鈱?duì)氣球的合力方向斜向左上

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【題目】如圖所示,光滑半圓形軌道處于豎直平面內(nèi),半圓形軌道與光滑的水平地面相切于半圓的端點(diǎn)A.一質(zhì)量為m的小球在水平地面上C點(diǎn)受水平向左的恒力F由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)撤去恒力F,小球沿豎直半圓形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B點(diǎn),最后又落在水平地面上的D點(diǎn)(圖中未畫(huà)出).已知A、C間的距離為L,重力加速度為g.

1若軌道半徑為R,求小球到達(dá)半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN;

2為使小球能運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B,求軌道半徑的最大值Rm;

3軌道半徑R多大時(shí),小球在水平地面上的落點(diǎn)DA點(diǎn)距離最大?最大距離xm是多少?

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【題目】如圖所示,A、B是質(zhì)量相同、材料不同的矩形滑塊,靜止在光滑水平地面上。兩顆質(zhì)量和速度均相同的子彈分別水平射入A、B中,射入A、B的深度之比為21。則在子彈打入滑塊的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是

A. 子彈打入A、B滑塊的時(shí)間之比為21

B. 滑塊A、B對(duì)子彈的阻力大小之比為21

C. 子彈對(duì)A、B滑塊的沖量大小之比為21

D. A、B滑塊沿水平面滑行的距離之比為21

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【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量分別為2m、m的小物塊P、Q,用不可伸長(zhǎng)的輕軟細(xì)繩,通過(guò)固定光滑小環(huán)C相連。小木塊P放在傳送帶的最右端,恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),C、P間的細(xì)繩水平。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以v0=9 m/s的速度射入小物塊P并留在其中。重力加速度g10 m/s2,子彈射入物塊P的時(shí)間可以忽略不計(jì)。求:

(1)小物塊P與傳送帶間的滑動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)從子彈射入小物塊P至細(xì)繩再次拉直的時(shí)間;

(3)要使小物塊P不從傳送帶的左端離開(kāi)傳送帶,傳送帶至少多長(zhǎng)?

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(1)拉力F作用的時(shí)間;

(2)環(huán)運(yùn)動(dòng)到桿底端時(shí)的速度大。

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【題目】?jī)呻姾闪糠謩e為q1q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)jx變化的關(guān)系如圖所示,其中CND段電勢(shì)最低的點(diǎn),則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. q1、q2為等量異種電荷

B. NC兩點(diǎn)間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C. ND兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大

D. 將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能先增大后減小

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【題目】下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度升高時(shí),壓強(qiáng)一定增大

B. 一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)體積減小壓強(qiáng)一定增大

C. 一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變時(shí),體積減小,壓強(qiáng)一定增大

D. 一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)體積不變時(shí),溫度升高,壓強(qiáng)一定減小

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