題目列表(包括答案和解析)
2gh |
2gh |
1 |
2 |
2ghB |
v2 |
2 |
在驗證機械能守恒的實驗中(實驗裝置如圖),有下列A至F六個步驟:
A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上
B.接通電源,再松開紙帶,讓重錘自由下落
C.取下紙帶,更換紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊面),重新做實驗
D.將重錘固定在紙帶的一端,讓紙帶穿過打點計時器,用手提紙帶
E.選擇一條紙帶,用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ,計算出對應(yīng)的即時速度vn
F.分別算出,比較在實驗誤差范圍內(nèi)是否相等.
(1)以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是
某個實驗小組的甲乙兩位同學按照正確的操作選得紙帶如圖示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點的距離分別為hA ="9.51" cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm,現(xiàn)利用OB段所對應(yīng)的運動來驗證機械能守恒,已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,打點計時器所用電源頻率為f=50Hz,設(shè)重錘質(zhì)量為0.1kg.
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應(yīng)的運動過程中減小的重力勢能為__________J(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字,下同),而動能的增加量為________J.實驗發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等,請指出一個可能的原因__________________________________.
(3)處理數(shù)據(jù)過程中,甲乙兩位同學分別發(fā)現(xiàn)了一種計算B點對應(yīng)時刻物體速度vB的新思路:
甲同學發(fā)現(xiàn),圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點.因此可以用從O點到B點的時間nT(T是打點計時器的打點周期)計算,即vB =gnT,再依此計算動能的增量.
乙同學認為,可以利用從O點到B點的距離hB計算,即vB =,再依此計算動能的增量.
你認為,他們新思路中( )
A.只有甲同學的思路符合實驗要求 B.只有乙同學的思路符合實驗要求
C.兩位同學的思路都符合實驗要求 D.兩位同學的思路都不符合實驗要求
(4)在上圖紙帶基礎(chǔ)上,某同學又選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到第一個點O的距離h,算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以為縱軸畫出的圖線應(yīng)是如下圖中的 .圖線的斜率表示 .
一
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
C
A
B
BD
AD
CD
BD
BD
ABD
B
AC
二
13.(1)將玻璃板放在盤上,用筆畫出油膜的形狀(2分) (3分)
(2)(1)
14. (6分)
15題.(共8分)
解:該隊員先在t1=1s時間內(nèi)以a1勻加速下滑.
然后在t2=1.5s時間內(nèi)以a2勻減速下滑.
第1s由牛頓第二定律得:mg-F1=ma1
所以a1==
最大速度vm=a1t1
代入數(shù)據(jù)解得:vm=
后1.5s由牛頓第二定律得:F2-mg=ma2
a2==
隊員落地時的速度v=vm-a2t2
代入數(shù)據(jù)解得:v=
16(8分)題將運動員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點,從高處下落,剛接觸網(wǎng)時的速度的大小
、 (2分)
彈跳后到達的高度為,剛離網(wǎng)時的速度的大小
、 (2分)
接觸過程中運動員受到向下的重力mg和網(wǎng)向上的彈力F。選取豎直向上為正方向,由動量定理,得 、 (3分)
由以上三式解得
代入數(shù)值得 (1分)
17.(12分)
(1)mv0=2mvA…………………………(3分) vA =v0……………………(1分)
(2)qE=2mv
E= ……………………………………………………………(1分)
E的方向是: 豎直向上………………………………………………(1分)
(3)在AB過程中應(yīng)用動能定理有: qE?2r-2mg?2r=EkB-?2mv2共…………………(3分)
∴EkB=mv20-4mgr………………………………………………………(1分)
18.(12分)參考解答:
(1)開始時彈簧形變量為,
由平衡條件: ①…………… (1分)
設(shè)當A剛離開檔板時彈簧的形變量為:
由: ②…………………………(1分)
故C下降的最大距離為: ③…………………………(2分)
由①~③式可解得 ④………………………… (2分)
(2)由能量守恒定律可知:C下落h過程中,C重力勢能的的減少量等于B的電勢能的增量和彈簧彈性勢能的增量以及系統(tǒng)動能的增量之和
當C的質(zhì)量為M時: ⑤………………(2分)
當C的質(zhì)量為
⑥ ……………(2分)
由④~⑥式可解得A剛離開P時B的速度為:
⑦…………………………(2分)
19題:(14分)
(1)m1與m2碰撞過程滿足
mv0=mv1+2mv2 (1分)
mv02=mv12+2mv22 (1分)
得v1=-(負號表示逆時針返回),v2=- (2分)
(2)因為m2=m3=
所以m3以的速度順時針由C向A運動,與m1逆時針返回,
因為v2=v3=2v1, +=2
所以m3和m1同時到達A點并進行碰撞。 (2分)
(3)m3和m1碰撞過程滿足
解之得v1′=v0,v3′=0(另一解v1′=-,v3′=,這表示互相穿過去,不可能,所以舍去)即碰后m3停止,m1以v0再次順時針運動。 (4分)
m1和m2第一次相碰后,返回A點的時間t1==
m1和m3在A處碰后,m1以v0返回到C的時間t2==
從m1和m3在第一次相碰,到m1和m2第二次相碰經(jīng)歷的總時間
t= t1+ t2= (2分)
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