【題目】某校兩個課外活動小組分別用以下兩種方法來驗證機(jī)械能守恒定律。請閱讀下列兩段材料,完成后面問題。
第1小組:利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機(jī)械能守恒定律。圖所示所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離,t0時刻剛好對應(yīng)拋出點,該小組同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度和速度的平方值如下表,當(dāng)他們要計算重力勢能的改變量時,發(fā)現(xiàn)不知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣,請你根?jù)實驗數(shù)據(jù),按照下列要求計算出重力加速度。
(1)在所給的坐標(biāo)紙上作出v2—h圖象___________;
(2)分析說明,圖象斜率的絕對值表示的物理意義是:
_____________________________________________________;
(3)由圖象求得的重力加速度g=______m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
第2小組:DIS實驗是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實驗。“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示,小組同學(xué)在實驗中利用小鐵球從很光潔的曲面上滾下,選擇DIS以圖象方式顯示實驗的結(jié)果,所顯示的圖象如圖乙所示。圖象的橫軸表示小球距d點(最低點)的高度h,縱軸表示小鐵球的重力勢能EP、動能Ek或機(jī)械能E。試回答下列問題:
(1)圖乙的圖象中,表示小球的重力勢能EP、動能Ek、機(jī)械能E隨小球距d點的高度h變化關(guān)系的圖線分別是___________(按順序填寫相應(yīng)圖線所對應(yīng)的文字);
(2)根據(jù)圖乙所示的實驗圖象,可以得出的結(jié)論是:_____________________________。
【答案】2g;9.61;乙、丙、甲;忽略阻力作用小球下落過程機(jī)械能守恒;
【解析】
(1)根據(jù)描點法作出圖象,如圖所示:
豎直上拋運(yùn)動只有重力做功,根據(jù)動能定理得:
mv2mv02=mgh
則有:v2=2gh+v02
所以圖象斜率的絕對值表示的物理意義是2g;
由圖象得:
所以g==9.61m/s2
(2)根據(jù)EP=mgh和動能定理可知,當(dāng)高度增大時,重力做負(fù)功,EP=mgh增大,動能減小,而機(jī)械能不變,則乙表示重力勢能EP,丙表示動能Ek,甲表示機(jī)械能E.
小球運(yùn)動過程受到支持力和重力,拉支持力不做功,只有重力做功,小球的機(jī)械能守恒.故得出的結(jié)論是:在誤差允許的范圍內(nèi),在只有重力做功的情況下,小球的機(jī)械能守恒.
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【題目】我國首顆暗物質(zhì)探測衛(wèi)星“悟空” 是2015年12月17日由長征二號丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空,送達(dá)500公里預(yù)定軌道。 若認(rèn)為“悟空”在軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)過時間t(t小于其運(yùn)動周期),運(yùn)動的弧長為s,與地球中心連線掃過的角度為α(弧度),引力常量為G。則下列關(guān)于“悟空”說法正確的是
A. 質(zhì)量為
B. 環(huán)繞周期為
C. 線速度大于第一宇宙速度
D. 向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度
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【題目】甲、乙兩車某時刻由同一地點,沿同一方向開始做直線運(yùn)動.若以該時刻作為計時起點,得到兩車的位移﹣時間圖象(即x﹣t圖象),如圖所示.甲圖象過O點的切線與AB平行,過C點的切線與OA平行,則下列說法中正確的是( 。
A. 在兩車相遇前,t1時刻兩車相距最遠(yuǎn)
B. 0﹣t2時間內(nèi),甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度
C. 0﹣t3時間內(nèi),甲車的平均速度大于乙車的平均速度
D. t3時刻甲車在乙車的前方
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【題目】如圖所示,北京飛控中心對“天宮一號”的對接機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試,確保滿足交會對接要求,在“神舟八號”發(fā)射之前20天,北京飛控中心將通過3至4次軌道控制,對“天宮一號”進(jìn)行軌道相位調(diào)整,使其進(jìn)入預(yù)定的交會對接軌道,等待神舟八號到來,要使“神舟八號”與“天宮一號”交會,并最終實施對接,“神舟八號”為了追上“天宮一號” ( ).
A. 應(yīng)從較低軌道上加速
B. 應(yīng)從較高軌道上加速
C. 應(yīng)在從同空間站同一軌道上加速
D. 無論在什么軌道上只要加速就行
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【題目】如圖所示,直角三角形支架OXY在豎直平面內(nèi),XY為光滑的輕直細(xì)桿,高的OY桿垂直于地面,XY桿與水平面夾角為一個質(zhì)量為的小球可視為質(zhì)點穿在XY桿上,下懸一個質(zhì)量為的小球B,對桿上小球施加一個水平向左的恒力F使其從XY桿的中點由靜止開始沿桿向上運(yùn)動,運(yùn)動過程懸掛小球的懸線與豎直方向夾角為,g取,求:
小球B運(yùn)動的加速度大;
恒力F的大小;
小球A到達(dá)y點時的速度大小.
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【題目】甲、乙雙方同學(xué)在水平地面上進(jìn)行拔河比賽,正僵持不下,如圖所示。如果地面對甲方所有隊員的總的摩擦力為5000 N,同學(xué)甲1和乙1對繩子的水平拉力均為600 N。繩上的A、B兩點分別位于甲1和乙1、乙1和乙2之間。不考慮繩子的質(zhì)量。下面說法正確的是( )
A. A處繩上的張力為10000 N
B. B處繩上的張力為4400 N
C. 乙2隊員對地面的摩擦力是600 N
D. 同學(xué)甲1和乙1對繩子的水平拉力均為600 N,其原因它們是一對作用力與反作用力
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【題目】在豎直平面內(nèi)有一方向斜向上且與水平方向成α=30°角的勻強(qiáng)電場,電場中有一質(zhì)量為m,電量為q的帶電小球,用長為L的不可伸長的絕緣細(xì)線懸掛于O點,如圖所示。開始小球靜止于M點時,細(xì)線恰好水平,F(xiàn)用外力將小球拉到最低點P,然后由靜止釋放,則以下判斷正確的是( )
A.小球再次到M點時,速度剛好為零
B.小球從P到M過程中,合外力對它做功為mgL
C.小球從P到M過程中,其機(jī)械能增加了mgL
D.如果小球運(yùn)動到M點時,細(xì)線突然斷裂,小球以后將做勻變速曲線運(yùn)動
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【題目】A、B兩個質(zhì)點,分別做勻速圓周運(yùn)動,在相同的時間內(nèi)它們通過的路程之比sA∶sB=2∶3,轉(zhuǎn)過的角度之比A∶B=3∶2,則下列說法正確的是( )
A. 它們的半徑之比RA∶RB=2∶3 B. 它們的半徑之比RA∶RB=4∶9
C. 它們的周期之比TA∶TB=2∶3 D. 它們的周期之比TA∶TB=3∶2
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【題目】用如圖實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進(jìn)行測量,即可驗證機(jī)械能守恒定律.如圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離已在圖中標(biāo)出.已知m1=50 g、m2=150 g,則(g取10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件
B.將打點計時器接到直流電源上
C.先釋放m2,再接通電源打出一條紙帶
D.測量紙帶上某些點間的距離
E.根據(jù)測量的結(jié)果,分別計算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動能
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是__________(填選項對應(yīng)的字母).
(2)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=______m/s;
(3)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk=________ J,系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=______J,由此得出的結(jié)論是___________________________________________________;
(4)若某同學(xué)作出v2-h圖象如圖所示,寫出計算當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g的表達(dá)________________,并計算出當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g=________m/s2.
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