探究結(jié)果的表達(dá)式是 . 圖19 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(1)在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置.實(shí)驗(yàn)步驟如下:精英家教網(wǎng)
①把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②改變木板的傾角,以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細(xì)線將木板七的小車通過-個(gè)定滑輪與懸吊的托盤相連
④接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)
⑤測出s、s1、s2 (如圖乙所示),查得打點(diǎn)周期為T
判斷已平衡摩擦力的直接證據(jù)是
 
;本實(shí)驗(yàn)還需直接測量的物理量是:
 
.(并用相應(yīng)的符號表示)
探究結(jié)果的表達(dá)式是
 
.(用相應(yīng)的符號表示)
(2)利用本裝置還可以測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù).將小車換成滑塊,木板平放在水平桌面上,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實(shí)驗(yàn)時(shí),在托盤中放人適量砝碼,滑塊開始做勻加速運(yùn)動,在紙帶上打出一系列小點(diǎn).
精英家教網(wǎng)
①上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、l、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度α=
 
(保留三位有效數(shù)字).
②為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有
 
.(填入所選物理量前的字母)
A、木板的長度l
B、木板的質(zhì)量m1
C、滑塊的質(zhì)量m2
D、托盤和砝碼的總質(zhì)量m3
E、滑塊運(yùn)動的時(shí)間t
測量上述所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是
 

③滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=
 
(用被測物理量的字母表示,重力加速度為g).

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(1)在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②改變木板的傾角,以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細(xì)線將木板上的小車通過一個(gè)定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)
⑤測出s、s1、s2(如圖乙所示),查得打點(diǎn)周期為T.
判斷重力的一個(gè)分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是
 

本實(shí)驗(yàn)還需直接測量的物理量是:
 
.(并用相應(yīng)的符號表示)
探究結(jié)果的表達(dá)式是
 
.(用相應(yīng)的符號表示)
精英家教網(wǎng)
(2)用同樣的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).以下是一實(shí)驗(yàn)小組所獲取的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在圖中取合適的坐標(biāo)系,作出圖象.
表格:小車受力相同(均取砂桶質(zhì)量m=50g).
次數(shù) 小車質(zhì)量
M/g
加速度
a/m?s-2
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.36 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根據(jù)圖象判斷,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是:
 

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某實(shí)驗(yàn)小組用圖1所示裝置探究“重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)中,讓拖著紙帶的重錘從高處由靜止自由落下,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),通過對打下的點(diǎn)進(jìn)行測量和研究,即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)圖2是實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,O點(diǎn)是重物開始下落時(shí)打下的起點(diǎn),該小組在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)(圖中未畫出),各計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)O的距離如圖所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz,分別計(jì)算B、C、D、E、F五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的速度平方差,請將D點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果填入下表:(保留3位有效數(shù)字)

計(jì)數(shù)點(diǎn)

B

C

D

E

F

速度平方差△v2/(m·s-12

1.38

2.45

 

5.52

7.50

 

(2)以△v2為縱軸,以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h為橫軸,在坐標(biāo)系中作出△v2—h圖象.

(3)若不考慮誤差,認(rèn)為動能的變化量等于重力做的功,利用作出的圖線的斜率,可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭′=         .(保留3位有效數(shù)字)

(4)重錘下落過程中一定受到阻力的作用,若已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,用這一裝置測量重錘下落過程中受到的阻力F的大小,還需測量的物理量是                        .(用文字和符號表示)

(5)用測得量和已知量表示F大小的表達(dá)式為:F=               .(用符號表示)

 

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(1)在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置.實(shí)驗(yàn)步驟如下:

1把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

2改變木板的傾角,以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力

3用細(xì)線將木板上的小車通過一個(gè)定滑輪與懸吊的砂桶相連

4接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)

5測出s、s1、s2(如圖乙所示),查得打點(diǎn)周期為T

判斷重力的一個(gè)分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是_______________________________________;

本實(shí)驗(yàn)還需直接測量的物理量是:___________________________.(并用相應(yīng)的符號表示)

探究結(jié)果的表達(dá)式是______________________________________.(用相應(yīng)的符號表示)

次數(shù)

小車質(zhì)量

M/g

加速度

a/m·s-2

1

200

1.91

5.00

2

250

1.71

4.00

3

300

1.50

3.33

4

350

1.36

2.86

5

400

1.12

2.50

6

450

1.00

2.22

7

500

0.90

2.00

(2)用同樣的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).以下是一實(shí)驗(yàn)小組所獲取的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在圖中取合適的坐標(biāo)系,作出圖象.

表格:小車受力相同(均取砂桶質(zhì)量m=50g).

根據(jù)圖象判斷,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是:

________________________________.

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某實(shí)驗(yàn)小組用圖1所示裝置探究“重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)中,讓拖著紙帶的重錘從高處由靜止自由落下,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),通過對打下的點(diǎn)進(jìn)行測量和研究,即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
(1)圖2是實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,O點(diǎn)是重物開始下落時(shí)打下的起點(diǎn),該小組在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)(圖中未畫出),各計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)O的距離如圖所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz,分別計(jì)算B、C、D、E、F五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的速度平方差,請將D點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果填入下表:(保留3位有效數(shù)字)

計(jì)數(shù)點(diǎn)
B
C
D
E
F
速度平方差△v2/(m·s-12
1.38
2.45
 
5.52
7.50
 
(2)以△v2為縱軸,以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h為橫軸,在坐標(biāo)系中作出△v2—h圖象.
(3)若不考慮誤差,認(rèn)為動能的變化量等于重力做的功,利用作出的圖線的斜率,可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭′=        .(保留3位有效數(shù)字)

(4)重錘下落過程中一定受到阻力的作用,若已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,用這一裝置測量重錘下落過程中受到的阻力F的大小,還需測量的物理量是                       .(用文字和符號表示)
(5)用測得量和已知量表示F大小的表達(dá)式為:F=              .(用符號表示)

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高考真題

1.【解析】本題考查v-t圖像、功的概念。力F做功等于每段恒力F與該段滑塊運(yùn)動的位移(v-t圖像中圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積),第1秒內(nèi),位移為一個(gè)小三角形面積S,第2秒內(nèi),位移也為一個(gè)小三角形面積S,第3秒內(nèi),位移為兩個(gè)小三角形面積2S,故W1=1×S,W2=1×S,W3=2×S,W1<W2<W3

【答案】B

2.【解析】運(yùn)動員跳傘下降的過程中,空氣阻力與運(yùn)動方向相反,所以阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功.故選項(xiàng)A正確;加速下降時(shí),合外力向下,減速下降時(shí),合外力向上;B項(xiàng)錯(cuò),因是向下重力勢能減小,C錯(cuò);因系統(tǒng)是變速運(yùn)動,.任意相等的時(shí)間內(nèi)位移不同,所以選項(xiàng)D錯(cuò).

【答案】A

3.【解析】考查向心加速度公式、動能定理、功率等概念和規(guī)律。設(shè)b球的擺動半徑為R,當(dāng)擺過角度θ時(shí)的速度為v,對b球由動能定理:mgRsinθ= mv2,此時(shí)繩子拉力為T=3mg,在繩子方向由向心力公式:T-mgsinθ = m,解得θ=90°,A對B錯(cuò);故b球擺動到最低點(diǎn)的過程中一直機(jī)械能守恒,豎直方向的分速度先從零開始逐漸增大,然后逐漸減小到零,故重力的瞬時(shí)功率Pb = mgv先增大后減小,C對D錯(cuò)。

【答案】AC

4.【解析】考查平拋運(yùn)動的分解與牛頓運(yùn)動定律。從A選項(xiàng)的水平位移與時(shí)間的正比關(guān)系可知,滑塊做平拋運(yùn)動,摩擦力必定為零;B選項(xiàng)先平拋后在水平地面運(yùn)動,水平速度突然增大,摩擦力依然為零;對C選項(xiàng),水平速度不變,為平拋運(yùn)動,摩擦力為零;對D選項(xiàng)水平速度與時(shí)間成正比,說明滑塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動,有摩擦力,故摩擦力做功最大的是D圖像所顯示的情景,D對。本題考查非常靈活,但考查內(nèi)容非;A(chǔ),抓住水平位移與水平速度與時(shí)間的關(guān)系,然后與平拋運(yùn)動的思想結(jié)合起來,是為破解點(diǎn)。

【答案】D

5.【解析】由機(jī)械能守恒定律:EP=E-EK,故勢能與動能的圖像為傾斜的直線,C錯(cuò);由動能定理:EK =mgh=mv2=mg2t2,則EP=E-mgh,故勢能與h的圖像也為傾斜的直線,D錯(cuò);且EP=E-mv2,故勢能與速度的圖像為開口向下的拋物線,B對;同理EP=E-mg2t2,勢能與時(shí)間的圖像也為開口向下的拋物線,A錯(cuò)。

【答案】B

6.【解析】斜面粗糙,小球受到重力、支持力、摩擦力、繩子拉力,由于除重力做功外,摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減少,A、B錯(cuò);繩子張力總是與運(yùn)動方向垂直,故不做功,C對;小球動能的變化等于合外力做功,即重力與摩擦力做功,D錯(cuò)。

【答案】C

7.【解析】考查受力分析、連接體整體法處理復(fù)雜問題的能力。每個(gè)滑塊受到三個(gè)力:重力、繩子拉力、斜面的支持力,受力分析中應(yīng)該是按性質(zhì)分類的力,沿著斜面下滑力是分解出來的按照效果命名的力,A錯(cuò);對B選項(xiàng),物體是上滑還是下滑要看兩個(gè)物體的重力沿著斜面向下的分量的大小關(guān)系,由于2m質(zhì)量的滑塊的重力沿著斜面的下滑分力較大,故質(zhì)量為m的滑塊必定沿著斜面向上運(yùn)動,B對;任何一個(gè)滑塊受到的繩子拉力與繩子對滑塊的拉力等大反向,C錯(cuò);對系統(tǒng)除了重力之外,支持力對系統(tǒng)每個(gè)滑塊不做功,繩子拉力對每個(gè)滑塊的拉力等大反向,且對滑塊的位移必定大小相等,故繩子拉力作為系統(tǒng)的內(nèi)力對系統(tǒng)做功總和必定為零,故只有重力做功的系統(tǒng),機(jī)械能守恒,D對。

【答案】BD

8.【解析】(1),由

  ①     ②

【答案】

9.【解析】(1)以滑板和運(yùn)動員為研究對象,其受力如圖9所示

由共點(diǎn)力平衡條件可得

   ①  ②                              

由①、②聯(lián)立,得F =810N

(2)     m/s

(3)水平牽引力的功率P=Fv=4050 W

【答案】4050 W

10.【解析】(1)導(dǎo)線上損失的功率為P=I2R=(

損失的功率與輸送功率的比值

(2)(2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí),提供的風(fēng)能功率最大.

單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為pvS,S=r2

風(fēng)能的最大功率可表示為

P風(fēng)=

采取措施合理,如增加風(fēng)輪機(jī)葉片長度,安裝調(diào)向裝置保持風(fēng)輪機(jī)正面迎風(fēng)等。

(3)按題意,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為P2=kW=160 kW

最小年發(fā)電量約為W=P2t=160×5000 kW?h=8×105kW?h

【答案】(1)9kW(2)  (3)8×105kW?

名校試題

1.【解析】一對靜摩擦力的作用點(diǎn)不發(fā)生相對移動,它們的合功為零,它們的功可以一正一負(fù);可以都為零;一對動摩擦力的作用點(diǎn)發(fā)生相對移動,它們的合功為負(fù)值,它們的功可以一正一負(fù);可以一零一負(fù);可以兩負(fù).

【答案】C

2.【解析】動能減少應(yīng)是合力功為所以選項(xiàng)A錯(cuò),重力勢能減少了重所以選項(xiàng)B錯(cuò);機(jī)械能的減少應(yīng)是除重力外,其它力所做的功,故選項(xiàng)D正確.

【答案】D

3.【解析】由<可知,斜面與滑塊間有摩擦,滑塊無論上升還是下降時(shí),都有機(jī)械能損失,故B正確.為判斷C、D的情況,可先求出斜面中點(diǎn)A的動能和勢能情況,滑塊初始機(jī)械能①,滑塊在斜面中點(diǎn)A的速度,在A點(diǎn)的機(jī)械能②.聯(lián)立①②式得:

,而因斜面與滑塊間有摩擦,知,所以,動能和勢能相等的位置應(yīng)出現(xiàn)在A點(diǎn)之上,因此選(BC)

【答案】BC

4.【解析】小球自由下落時(shí)繩中拉力為零;t1時(shí)刻繩子拉緊并開始伸長,因?yàn)橹亓Υ笥诶K中拉力且拉力逐漸增大,故小球做加速度減小的加速運(yùn)動,加速度為零的時(shí)刻速度最大;然后繩子繼續(xù)拉伸,因?yàn)槔K中拉力大于重力且拉力繼續(xù)增大,故小球做加速度增大的減速運(yùn)動,t2時(shí)刻速度為零而繩子最長,所以答案B正確;再以后小球反方向先做加速度減小的加速運(yùn)動,再做加速度增大的減速運(yùn)動,t2時(shí)刻回到繩子原長的位置,t1時(shí)刻與t2時(shí)刻小球高度相等,繩子拉力為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律知小球的動能相等。由對稱性知t1時(shí)刻與t2時(shí)刻小球運(yùn)動情況完全對應(yīng),故答案D正確。

【答案】BD

5.【解析】(1)如圖所示,以懸點(diǎn)為參考平面,人從點(diǎn)的自然下蹲過程中機(jī)械能守恒,所以,即

,解得:

在最低點(diǎn)B處,,解得:

(2) 人在最低點(diǎn)處,突然由下蹲變成直立狀態(tài),人的內(nèi)力做功,使人的機(jī)械能增加,之后,人從點(diǎn)的上擺過程中機(jī)械能守恒,所以,即

,得:       

【答案】(1)   (2)

6.【解析】(1)因粘滯阻力,故有,其單位應(yīng)是

(2)鋼珠穩(wěn)定下落時(shí),其所受向上粘滯阻力F與、mg平衡,有

       得:

(3)根據(jù)總能量守恒的方法:

鋼珠下落過程中損失的勢能 轉(zhuǎn)化為鋼珠的動能,以及與鋼珠同樣大小的油滴上升至液面處的動能和勢能,還有鋼珠克服粘滯阻力而產(chǎn)生的熱量Q,其中油滴重力.

      

       

【答案】(1)  (2) 。3)

7.【解析】(1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運(yùn)動;若滑物沖上傳送帶時(shí)的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運(yùn)動。

   (2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為v,在彈簧彈開過程中,

    由機(jī)械能守恒

    設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a,

    由牛頓第二定律:

    由運(yùn)動學(xué)公式

    解得:

   (3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動的時(shí)間為t,則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移s=v0t

       

    滑塊相對傳送帶滑動的位移  

    相對滑動生成的熱量

    解得:

【答案】(1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運(yùn)動;若滑物沖上傳送帶時(shí)的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運(yùn)動;(2)(3)

8.【解析】(1)汽車達(dá)到最大速度時(shí),有:

   (2)經(jīng)t時(shí)間,汽車勻加速達(dá)到額定功率時(shí),

由牛頓第二定律有:    由運(yùn)動學(xué)規(guī)律有:        

        而                      解得 t = 15.625s                   

   (3)t=10s時(shí),汽車還處于勻加速階段,

牽引力   瞬時(shí)速度          

        所以此時(shí)汽車的瞬時(shí)功率 

        t=20s時(shí),汽車已經(jīng)達(dá)到額定功率,故汽車的瞬時(shí)功率P=60KW 

   (4)汽車保持額定功率駛上斜面,由于行駛阻力增大,汽車牽引力增大,汽車作加速度不斷減小的減速運(yùn)動,直至達(dá)到最終速度勻速行駛。   

        行駛阻力     

        所以    

   【答案】(1)(2)  t = 15.625s (3)  P=60KW   (4)

9.【解析】(1)小球B運(yùn)動到P點(diǎn)正下方過程中的位移為(m)

   得:WF=FxA=22J

(2)由動能定理得     代入數(shù)據(jù)得:v=4m/s

⑶當(dāng)繩與圓環(huán)相切時(shí)兩球的速度相等。

=0.225m

【答案】(1)22J  (2)v=4m/s  (3)0.225m

10.【解析】(1)物體將從傳送帶的右邊離開。                      

    物體從曲面上下滑時(shí)機(jī)械能守恒,有           

    解得物體滑到底端時(shí)的速度               

    以地面為參照系,物體滑上傳送帶后向右做勻減速運(yùn)動直到速度為零,期間物體的加速度大小和方向都不變,加速度大小為

    物體從滑上傳送帶到相對地面速度減小到零,對地向右發(fā)生的位移為

     表面物體將從右邊離開傳送帶。

 (2)以地面為參考系,若兩皮帶輪間的距離足夠大,則物體滑上傳送帶后向右做勻減速運(yùn)動直到速度為零,后向左做勻加速運(yùn)動,直到速度與傳送帶速度相等后與傳送帶相對靜止,從傳送帶左端掉下,期間物體的加速度大小和方向都不變,加速度大小為

   

    取向右為正方向,物體發(fā)生的位移為 

    物體運(yùn)動的時(shí)間為                                    

    這段時(shí)間內(nèi)皮帶向左運(yùn)動的位移大小為

    物體相對于傳送帶滑行的距離為       

物體與傳送帶相對滑動期間產(chǎn)生的熱量為

【答案】(1)物體將從傳送帶的右邊離開(2)

11.【解析】(1)從A到B的過程中,人與雪橇損失的機(jī)械能為

   代入數(shù)據(jù)解得△E=9.1×103J  

(2)人與雪橇在BC段做減速運(yùn)動的加速度大小   

根據(jù)牛頓第二定律有    解得  N     

(3)由動能定得得     代入數(shù)據(jù)解得  x=36m 

【答案】(1)9.1×103J(2)(3)x=36m

12.【解析】(1)設(shè)此時(shí)小物塊的機(jī)械能為E1.由機(jī)械能守恒定律得

                   

(2)設(shè)小物塊能下滑的最大距離為sm,由機(jī)械能守恒定律有

                                  

                                 

代入解得                                                        

(3)設(shè)小物塊下滑距離為L時(shí)的速度大小為v,此時(shí)小球的速度大小為vB,則

                                                                               

                                                   

 解得                                        

【答案】(1)   (2)

(3)

13.【解析】本題考查《探究恒力做功與動能改變的關(guān)系》與《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)的遷移能力、誤差分析能力、文字表述能力及從圖表歸納所需信息能力?疾檫壿嬐评砟芰Α⑦\(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。

【答案】紙帶上點(diǎn)跡間距相等      小車的質(zhì)量M、砂桶的質(zhì)量m

    

14.【解析】①步驟B是錯(cuò)誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。步驟D是錯(cuò)誤的,應(yīng)該先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。步驟C不必要,因?yàn)楦鶕?jù)測量原理,重錘的動能和勢能中都包含了質(zhì)量m,可以約去。

③重錘的質(zhì)量m  由牛頓第二定律:  代入a 得F=   

【答案】②

③重錘的質(zhì)量m      

考點(diǎn)預(yù)測題

1.【解析】當(dāng)物體在前半周期時(shí)由牛頓第二定律,得 F1-μmg=ma1

a1=( F1-μmg)/m=(12-0.1×4×10)/4=2m/s2

當(dāng)物體在后半周期時(shí),

由牛頓第二定律,得 F2+μmg= ma2

a2=( F2+μmg)/m=(4+0.1×4×10)/4=2m/s2

前半周期和后半周期位移相等 x1=1/2at 2 =0.5×2×22 =4m

一個(gè)周期的位移為 8m 最后 1s 的位移為 3m

83 秒內(nèi)物體的位移大小為 x=20×8+4+3=167m

一個(gè)周期 F 做的功為 w1=(F1-F2)x1=(12-4)4=32J

力 F 對物體所做的功 w=20×32+12×4-4×3=681J                

【答案】681J

 2.【解析】設(shè)物體在第1秒的加速度為a,則第1秒的合外力為F=Ma,由圖2可知,物體從第3秒末到第7秒末的加速度為第1秒內(nèi)的一半,方向相反,所以其合外力也為第1秒內(nèi)的一半,方向相反。但第3秒末到第5秒末的位移是第1秒內(nèi)的兩倍,第5秒末到第7秒末的位移也是第1秒內(nèi)的兩倍,但其方向相向。顯然第5秒末到第7秒末這一過程合力方向與位移方向相同,合外力做正功,大小為W,故選項(xiàng)C正確。同理,第3秒末到第5秒末這一過程合力方向與位移方向相反,合外力做負(fù)功,大小為-W。又因第5秒內(nèi)的位移與第4秒合力方向與位移方向相反,合力功為-0.25W,所以選項(xiàng)D也正確

【答案】CD

3.【解析】因機(jī)車做勻加速直線運(yùn)動,所以其加速度不變,當(dāng)所受的阻力始終不變時(shí),機(jī)車的牽引力不變,若機(jī)車的速度增加,根據(jù)實(shí)際功率,其輸出功率逐漸增大,所以選項(xiàng)A正確;;因合外力不變,根據(jù)動理定理,在任意兩相等時(shí)間內(nèi),機(jī)車動量變化大小相等,故選項(xiàng)D也正確。

【答案】AD

4.【解析】設(shè)汽車行駛時(shí)的阻力與總重力的比例系數(shù)為μ

    汽車空載時(shí) 

    汽車載重時(shí)  解得:

【答案】

5.【解析】在水平面上,由動能定理

 

在斜面上,設(shè)左、右斜面傾角分別為α、β,左、右斜面長度分別為、

   由動能定理 

           所以 

【答案】B

6.【解析】滑塊在滑動過程中,要克服摩擦力做功,其機(jī)械能不斷減少;又因?yàn)榛瑝K所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力,所以最終會停在斜面底端。

在整個(gè)過程中,受重力、摩擦力和斜面支持力作用,其中支持力不做功。設(shè)其經(jīng)過和總路程為L,對全過程,由動能定理得:

   

【答案】

7.【解析】此題物理過程分兩階段,開始只有物塊運(yùn)動且只有重力做功,故運(yùn)動到B的過程機(jī)械能守恒;之后物塊和小車是相互作用的系統(tǒng),合外力為零,應(yīng)由動理與能量的觀點(diǎn)列式。

  ⑴.設(shè)物塊的質(zhì)量為m ,其開始下落處酌位置距BC的豎直高度為h ,到達(dá)8點(diǎn)時(shí)的速度為v ,小車圓弧軌道半徑為R 。由機(jī)械能守恒定律,有

                                                           

根據(jù)牛頓第二定律,有

                                                      

解得

                              H = 4R                              

    即物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。

⑵.設(shè)物塊與BC間的滑動摩擦力的大小為F ,物塊滑到C點(diǎn)時(shí)與小車的共同速度為v ,物塊在小車上由B運(yùn)動到C的過程中小車對地面的位移大小為s 。依題意,小車的質(zhì)量為3 m ,BC長度為10 R 。由滑動摩擦定律,有

F = μm g                             

對物塊和小車組成的系統(tǒng),由動量守恒定律,有

m v = (m + 3 m) ,                    

對物塊、小車分別應(yīng)用動能定理,有  F(10 R + s )== m v′2mv2       

Fs == 3 m)v′2- 0                  解得μ= 0.3  

【答案】μ= 0.3

8.【解析】設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v,由機(jī)械能守         

 恒得 

物塊在最高點(diǎn)受的力為重力mg、軌道壓力N。

重力與壓力的合力提供向心力,有

                  

物塊能通過最高點(diǎn)的條件是    0                              

聯(lián)立上兩式得                                      

所以                                            

按題的要求,,得                      

故                                             

h的取值范圍是  

【答案】

9.【解析】木箱受四個(gè)力的作用,重力、拉力、摩擦力和支持力。從做功來看,而支持力不做功。拉力對木箱做正功,摩擦力和重力做負(fù)功。從能量轉(zhuǎn)化看,木箱的機(jī)械能和內(nèi)能都在增加。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,顯然,木箱增加的能量應(yīng)等于F對木箱做的功;而木箱克服摩擦力做的功等于增加的的內(nèi)能,服重力所做的功等于木箱增加的重力勢能。所以選項(xiàng)C、D正確。

【答案】CD

10.【解析】木塊起始到剛好完全沒入水中的過程中,體積的水重心升高了

(1)如圖木塊起始到剛好完全沒入水中的過程中,相當(dāng)于把陰影部分的體積的水搬到了水面上,因水面積很大,可認(rèn)為新水面高度不變,故體積的的水重心升高了,,            

                   

(2) 法一:木塊起始到停在池底的過程中,分成兩階段:        圖30

一是木塊起始到剛好完全沒入水中,此過程中浮力是變力,其平均值

推力平均值

     推力做的功

  第二階段是木塊從剛沒入水中到池底,推力

      推力的功

      推力做的總功

法二:把木塊與全池的水作為一個(gè)系統(tǒng),推力作的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量,即勢能的增量(因系統(tǒng)動能幾乎為零).

      

           

      

【答案】     

11.【解析】(1)下落的高度;因擺錘與鐵片一起運(yùn)動到最低點(diǎn),所以擺錘在最低點(diǎn)時(shí)的速度等于鐵片的平拋初速,由得:.

(2) 設(shè)擺錘質(zhì)量為m,由得:整理得:

【答案】    

12.【解析】(1)先求出小球平拋的初速度,由,兩式得:

 再根據(jù)彈簧與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒:

(2)由表格第1、3、4、5、6組數(shù)據(jù)可知:在誤差允許的范圍內(nèi),彈簧長度壓縮量x與鋼球飛行的水平距離s成正比,而第2組可能是測量的錯(cuò)誤.所以彈性勢能與彈簧長度壓縮量x的平方成正比,即.

【答案】(1) (2)

 

 

 

 


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