(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图1所示,实验步骤:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。
B.用游标卡尺测量挡光条的宽度d
C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s
D.将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
E.从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2。
F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。
用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:
(1)滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为v1= 和v2=
(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=____ __(重力加速度为g)。系统(包括滑块,挡光条、托盘和砝码)动能的增加量ΔEk=__ ____
(3)如果ΔEp=ΔEk,则可认为验证了机械能守恒定律。
(10分)某实验小组利用如图所示的装置来探究“质量一定时物体的加速度与力之间的关系”。实验中认为绳子拉力等于小桶及桶中物体的总重力,小车质量约300g,交流电频率50Hz。
(1)小组同学按图甲所示安装好装置后,将轨道右端适当垫起,来平衡阻力。请指出不合理之处 。正确操作后,小组同学在小桶里加适当的物体,拉动小车加速运动。在小桶里逐渐增加物体改变拉力大小,所加物体应选用如图乙中的 (填实物名称)。
(2)某次实验打出了一条纸带如图所示。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离(单位cm)。该次实验小车的加速度a=________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,根据测得数据画出a-F图线,发现图象是一条过原点的直线,由此得到的实验结论是 。
如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随v的大小变化,两者的关系为F=kv,其中k为常数,则环运动过程中的v-t图象可能的是
如图所示,木板A放在水平地面上,小物块B通过轻弹簧与A的左侧档板P连接,A与B、A与地面之间均粗糙。开始时弹簧处于原长,B位于A上的O点。现将B拉至C点由静止释放向左运动,到达某点时速度为零(上述过程中A一直保持静止),则此时
A.B所受的摩擦力可能为零
B.A所受的摩擦力不可能为零
C.B可能位于O点的左侧
D.B不可能位于O点的右侧
如图所示为通过弹射器研究轻弹簧的弹性势能的实验装置。半径为R的光滑3/4圆形轨道竖直固定于光滑水平面上并与水平地面相切于B点,弹射器固定于A处。某次实验过程中弹射器射出一质量为m的小球,恰能沿圆轨道内侧到达最髙点C,然后从轨道D处(D与圆心等高)下落至水平面。忽略空气阻力,取重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.小球从D处下落至水平面的时间小于
B.小球运动至最低点B时对轨道压力为5mg
C.小球落至水平面时的动能为2mgR
D.释放小球前弹射器的弹性势能为
人用手托着质量为m的小苹果,从静止开始沿水平方向运动,前进距离l后,速度为v(小苹果与手始终相对静止),小苹果与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是
A.手对小苹果的作用力方向始终竖直向上
B.小苹果所受摩擦力大小为μmg
C.手对小苹果做的功为mv2
D.速度为v时,小苹果重力的瞬时功率为mgv