(18分) A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间及短),用闪光照相机,闪光4次摄得的闪光照片如图所示,已知闪光的时间间隔为,而闪光本身持续时间极短,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内,且第一次闪光时,滑块A恰好通过x=55cm处,滑块B恰好通过x=70cm处,求:
(1)碰撞发生在何处?
(2)碰撞发生在第一次闪光后多少时间?
(3)两滑块的质量之比等于多少?
(16分)探究能力是物理学研究的重要能力之一.有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象,研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图16所示,砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺和砂轮间的摩擦力恒为,(不计转轴的质量及其与支架间的摩擦)分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同角速度旋转的进行实验,最后得到的数据如下表所示:
半径/cm |
质量/m0 |
角速度/rad·s-1 |
圈数 |
转动动能/J |
4 |
1 |
2 |
8 |
|
4 |
1 |
3 |
18 |
|
4 |
1 |
4 |
32 |
|
4 |
2 |
2 |
16 |
|
4 |
3 |
2 |
24 |
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4 |
4 |
2 |
32 |
|
8 |
1 |
2 |
16 |
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12 |
1 |
2 |
24 |
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16 |
1 |
2 |
32 |
|
(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek,并填在上面的表格里。
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。
(3)以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是:_________________。
(14分)如图所示,一个质量为m、电量为q的带电小球,在一个竖直向上的匀强电场中由A从静止开始向上做匀加速直线运动,运动一段时间到达B点时,电场方向突然改变向下,但大小未变,经过相同的时间小球刚好回到出发点,求该电场的电场强度E。
(14分)一直流电压表,量程为1 V,内阻为1 000Ω,现将一阻值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E为6~7 V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干线.
(1)为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为 V,电源电动势为 V.
用伏安法测一节电池的电动势和内电阻时,得到的U-I图线如图12所示,则根据图线可知:干电池的电动势为 V,内电阻是 Ω。图线中的a点对应的外电阻是 Ω,电源此时内部热耗功率为 W。图线中的b点对应的外电阻是 Ω,电源此时的输出功率为 W。
用游标为50分度的卡尺,测定某圆筒的内径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆筒的内径为____________mm。