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(10分)如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•A...

(10分)如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.

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(1)实验时,该同学进行了如下步骤:

①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出                (填“A的上表面”、 “A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.

②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为满分5 manfen5.com

③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.

(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为      (已知重力加速度为g)

(3)引起该实验系统误差的原因有                           (写一条即可).

(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:

①写出a与m之间的关系式:                   (还要用到M和g);

②a的值会趋于               

 

(1)挡光片中心;(2);(3)绳子有质量;滑轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用(回答一个即可);(4)①;②重力加速度g 【解析】 试题分析:(1)①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h.(2)物体A经过光电门的速度,整个系统重力势能的减小量mgh,动能增加量为,则如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为:;(3)引起该实验系统误差的原因有:绳子有质量;滑轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用:(4) ①系统所受的合外力为F=mg,则根据牛顿第二定律可知:F=(2 M+m)a,解得;②根据,故当m逐渐变大时,a的值会趋于g。 考点:验证机械能守恒定律 【名师点睛】此题考查了验证机械能守恒定律的实验;此装置是由其它装置改造而成的,故解题的的关键是知道实验的原理,能够分析实验方法,掌握整体法在牛顿第二定律中的运用;此题实验创意较新颖,但是没离开课本实验的思想.  
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考点分析:
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(10分)某同学用如图甲所示的实验装置来“探究aF、m之间的定量关系”.

(1)实验时,必须先平衡小车与木板之间的摩擦力.该同学是这样操作的:如图乙,将小车静止地放在水平长木板上,并连着已穿过打点计时器的纸带,调整木板右端的高度,接通电源,用手轻拨小车,让打点计时器在纸带上打出一系列________________的点,说明小车在做________________运动.

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(2)如果该同学先如(1)中的操作,平衡了摩擦力.以砂和砂桶的重力为F,在小车质量M保持不变情况下,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到满分5 manfen5.com,测小车加速度a,作a-F的图像.下列图线正确的是            

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(3)设纸带上计数点的间距为S1S2.如图为用米尺测量某一纸带上的S1S2的情况,从图中可读出S1=3.10cm, S2=____cm,已知打点计时器的频率为50Hz,由此求得加速度的大小a=___m/s2

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如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为θ角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为μ(μ<tanθ),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,则:

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A.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为满分5 manfen5.com

B.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为满分5 manfen5.com

C.至转台对物块支持力为零时,转台对物块做的功为满分5 manfen5.com

D.设法使物体的角速度增大到满分5 manfen5.com时,物块机械能增量为满分5 manfen5.com

 

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如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0.小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,乙的宽度足够大,速度为v1.则:

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A.在地面参考系中,工件做类平抛运动

B.在乙参考系中,工件在乙上滑动的轨迹是直线

C.工件在乙上滑动时,受到乙的摩擦力方向不变

D.工件沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1

 

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如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为满分5 manfen5.com.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则:

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A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止

B.当F=满分5 manfen5.com时,A的加速度为满分5 manfen5.com

C.当F>3μmg时,A相对B滑动

D.无论F为何值,B的加速度不会超过满分5 manfen5.com

 

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如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同,空气阻力不计,则:

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A.B的加速度比A的大

B.B的飞行时间比A的长

C.B在最高点的速度比A在最高点的大

D.B在落地时的速度比A在落地时的大

 

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