(14分)半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，環(huán)上套有一質量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強電場，如圖14所示．珠子所受靜電力是其重力的倍，將珠子從環(huán)上最低位置A點由靜止釋放，求：

(1)珠子所能獲得的最大動能是多少？

(2)珠子對圓環(huán)的最大壓力是多少？                                     圖14

(15分)如圖15所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與  

水平面成45°角的絕緣直桿AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8

m．有一質量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某一速度沿桿

勻速下滑，小環(huán)離開桿后正好通過C端的正下方P點．(g取10

m/s²)求：                                                          圖15

(1)小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向；

(2)小環(huán)在直桿上勻速運動時速度的大��；

(3)小環(huán)運動到P點的動能．

下列關于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是    (　　)

A．重物質量的稱量不準會造成較大誤差

B．重物質量選用得大些，有利于減小誤差

C．重物質量選用得較小些，有利于減小誤差

D．紙帶下落和打點不同步會造成較大誤差

【解析】：從需要驗證的關系式gh_n＝看，與質量無關，A錯誤．當重物質量大一些時，空氣阻力可以忽略，B正確，C錯誤．紙帶先下落而后打點，此時，紙帶上最初兩點的點跡間隔較正常時略大，用此紙帶進行數(shù)據(jù)處理，其結果是重物在打第一個點時就有了初動能，因此重物動能的增加量比重物重力勢能的減少量大，D正確．

．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當?shù)刂亓�加速�?i>g＝9.80 m/s²，測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實－4－9所示)，把第一個點記作O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于________ J，動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)．

【解析】：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，重物從O點運動到C點下落的高度h＝0.7776 m，故重力勢能減

少量

ΔE_p＝mgh＝1.00×9.80×0.7776 J＝7.62 J

重物動能的增加量ΔE_k＝mv_C²－mv₀²

根據(jù)實驗情況，重物在O點的速度v₀＝0，C點的速度v_C等于重物從B點到D點這一

段時間Δt＝2× s內的平均速度．由實驗數(shù)據(jù)可得

v_C＝＝ m/s＝3.8875 m/s

重物的動能增加量

ΔE_k＝mv_C²＝×1.00×3.8875² J＝7.56 J.

關于驗證機械能守恒定律實驗，下面列出一些實驗步驟：

A．用天平稱出重物和夾子質量

B．將重物系在夾子上

C．將紙帶穿過打點計時器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，再把紙帶向上拉，讓夾子靠近打點計時器，處于靜止狀態(tài)

D．把打點計時器接在學生電源的交流輸出端，把輸出電壓調到6 V(電源不接通)

E．把打點計時器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直面內

F．在紙帶上選取兩個點，進行測量并記錄數(shù)據(jù)

G．用秒表測出重物下落的時間

H．接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后釋放紙帶

I．切斷電源

J．更換紙帶，重新進行兩次實驗

K．在三條紙帶中選出較好的一條

L．進行計算，得出結論，完成實驗報告

M．拆下導線，整理器材

對于本實驗以上步驟中，不必要的有__________________；正確步驟的合理順序是______________________(填寫代表字母)．

【解析】：根據(jù)實驗原理和操作步驟可知不必要的有A、G；正確步驟的合理順序是E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M.

用落體法“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(g取9.8 m/s²)

(1)運用公式mv²＝mgh時對實驗條件的要求是________________．為此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近__________．

(2)若實驗中所用重物質量m＝1 kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02 s，則記錄B點時，重物速度v_B＝________，重物動能E_k＝________；從開始下落起至B點，重物的重力勢能減小量是__________，由此可得出的結論是____________________________________．

 (3)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應是圖中的                                            (　　)

【解析】：(1)自由下落的物體在第一個0.02 s內，下落距離

h＝gt²＝2 mm

(2)v_B＝＝ m/s＝0.59 m/s

E_k＝mv_B²＝×1×0.59² J≈0.174 J

ΔE_p＝mgh＝1×9.8×17.9×10^－3 J≈0.175 J.

光電計時器是物理實驗中經(jīng)常用到的一種精密計時儀器，它由光電門和計時器兩部分組成，光電門的一臂的內側附有發(fā)光裝置(發(fā)射激光的裝置是激光二極管，發(fā)出的光束很細)，如圖中的A和A′，另一臂的內側附有接收激光的裝置，如圖實－4－12中的B和B′，當物體在它們之間通過時，二極管發(fā)出的激光被物體擋住，接收裝置不能接

收到激光信號，同時計時器就開始計時，直到擋光結束光電計時器停止計時，故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時間．現(xiàn)有一小球從兩光電門的正上方開始自由下落，如圖所示．

 (1)若要用這套裝置來驗證機械能守恒定律，則要測量的物理量有________________________(每個物理量均用文字和字母表示，如高度H)．

(2)驗證機械能守恒定律的關系式為________．

【解析】：本實驗是圍繞機械能守恒定律的驗證設計的，關鍵是速度的測定，本題改打點計時器測量速度為光電門測量．由于本裝置可記錄小球通過光電門的時間Δt，則將小球的直徑D除以Δt，即可求出小球經(jīng)過光電門的速度，若再測出兩光電門間相距的高度H，即可驗證機械能守恒定律．

(1)需要測量的物理量有：小球直徑D，兩光電門間的豎直高度H，小球通過上、下兩光電門的時間Δt₁、Δt₂.則小球通過上、下兩光電門處的速度分別為、.

(2)驗證守恒關系式為：

m()²－m()²＝mgH，

化簡得：－＝2gH.

如圖所示，質量均為m的物體A、B通過一勁度系數(shù)k的彈簧相連，開始時B放在地面上，A、B均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)通過細繩將A向上拉起，當B剛要離開地面時，A上升距離為L，假設彈簧一直在彈性限度內，則                                              (　　)

如圖所示，一條細繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角θ，則物體A、B的質量之比m_A∶m_B等于                                             (　　)

A．cosθ∶1　　　   　　B．1∶cosθ

C．tanθ∶1            D．1∶sinθ

如圖所示，質量為m的木塊P在質量為M的長木板ab上滑行，長木板放在水平地面上一直處于靜止狀態(tài)．若長木板ab與地面間的動摩擦因數(shù)為μ₁，木塊P與長木板ab間的動摩擦因數(shù)為μ₂，則長木板ab受到地面的摩擦力大小為                                                      (　　)

A．μ₁Mg                    B．μ₁(m＋M)g

C．μ₂mg                     D．μ₁Mg＋μ₂mg