【題目】將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上,不僅可以比較精確地測(cè)量力的大小,還能得到力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象。甲圖中,某同學(xué)利用力的傳感器測(cè)量小滑塊在光滑半球形容器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)容器的壓力來驗(yàn)證小滑塊的機(jī)械能守恒,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①如圖甲所示,將壓力傳感器M固定在小滑塊的底部;

②讓小滑塊靜止在光滑半圓形容器的最低點(diǎn),從計(jì)算機(jī)中得到小滑塊對(duì)容器的壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示;

③讓小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),與豎直方向之間的夾角相等且都為θθ<5°)從計(jì)算機(jī)中得到小滑塊對(duì)容器的壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖丙所示。

請(qǐng)回答以下問題:

1)小滑塊的重量F0____________N。

2)為了驗(yàn)證小滑塊在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等,則____________。

A.一定得測(cè)出小滑塊的質(zhì)量m

B.一定得測(cè)出OA與豎直方向的夾角θ

C.一定得知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g的大小

D.只要知道圖乙中的壓力F0和圖丙中的最小壓力F1、最大壓力F2的大小

3)若已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)測(cè)得了第(2)小問中所需測(cè)量的物理量,用R表示半圓形容器的半徑,則小滑塊從A

點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中重力勢(shì)能減小______________(用題中所給物理量的符號(hào)來表示),動(dòng)能增加

______________(用題中所給物理量的符號(hào)來表示),由測(cè)量的數(shù)據(jù)得到小滑塊的機(jī)械能__________(填“是”或“不”)守恒的。

【答案】1.00N D

【解析】

(1)[1]由于重力加速度未知,則有小鐵球靜止時(shí),繩子的拉力F0,可知,小球的重力為:

(2)[2]小球在最低點(diǎn),由牛頓第二定律,則有

小球在最低點(diǎn)的動(dòng)能為

A到最低點(diǎn),物體的重力勢(shì)能減少量等于重力做的功即

另有對(duì)A點(diǎn)受力分析得

A到最低點(diǎn)的過程中,重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量,即為

聯(lián)立化簡得

故選D。

(3)[3]小滑塊從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中重力勢(shì)能減小等于重力做功,結(jié)合(2)的分析可知,即

[4]增加的動(dòng)能

[5]重力勢(shì)能減小

增加的動(dòng)能

所以機(jī)械能守恒。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線

B. 安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向

C. 安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān)

D. 將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?/span>

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A.Q1移入之前,C點(diǎn)的電勢(shì)為

B.C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E1小于E2

C.Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過程中,所受電場(chǎng)力做的功為-2W

D.Q2在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為

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【題目】圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力,來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側(cè)邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;A為電流表;S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。

完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:

1按圖接線。

保持開關(guān)S斷開,在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。

閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng),在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙,使D________;然后讀出________,并用天平稱出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2。

用米尺測(cè)量D的底邊長度L。

(2)用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可以得出B________。

(3)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是:若________,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外;反之,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

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為了使氣體壓強(qiáng)變?yōu)?/span>p0,可以選擇以下兩種方案:

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A. FN=mgcos α

B. 滑塊下滑過程中支持力對(duì)B的沖量大小為FNtcos α

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實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩球電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的減小而________,隨其所帶電荷量的_________而增大。此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是_________(選填:累積法、等效替代法、控制變量法)。

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A.B.C.D.

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