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(9分)在验证机械能守恒的实验中,所用电源的频率为50 Hz,某同学选择了一条理...

(9分)在验证机械能守恒的实验中,所用电源的频率为50 Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点,A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g = 9.80 m/s2。根据纸带求:

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(1)若重锤质量为m,则重锤从起始下落至B时,减少的重力势能为多少?

(2)重锤下落到B时,动能为多大?

(3)从(1)、(2)的数据可得什么结论?

 

(1)|△Ep| = 1.91m J; (3分) (2)Ek = 1.88m J;  (3分) (3)在实验误差允许的范围内,重锤重力势能的减少等于其动能的增加,机械能守恒。  (3分) 【解析】 试题分析:(1)OB=195.0 mm=195.0×10-3 m,则重锤从起始下落至B时,减少的重力势能为|△Ep| =|mgh| = 1.91m J; (2)B点的速度m/s,重锤下落到B时,动能为J。 (3)1.91m J近似等于1.88m J,因此,在实验误差允许的范围内,机械能守恒。 考点:本题考查验证机械能守恒的实验。
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考点分析:
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如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动. 在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.

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(1)请将下列实验步骤按先后排序:      .

A.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触

B.接通电火花计时器的电源,使它工作起来

C.启动电动机,使圆形卡纸转动起来

D.关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度满分5 manfen5.com的表达式,代入数据,得出满分5 manfen5.com的测量值

(2)要得到满分5 manfen5.com的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是    .

A.秒表    B.毫米刻度尺    C.圆规    D.量角器

(3)写出角速度满分5 manfen5.com的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:

                                                                      .

 

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(12分)如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点,D为半圆轨道的最右端。一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离为x0。物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ,半圆轨道半径为R。现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,恰好能通过C点。试求:

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(1)物体经过B点时的速度的大小?

(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小?

(3)物体经过D点时合力的大小?

 

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(8分)如图甲所示,长木板a放在光滑的水平面上,质量为1kg的小滑块b以水平初速度v0=6m/s从a的左端冲上长木板,运动过程中a、b的v-t图线如图乙所示。试求:从t=0时开始到t=3s的过程中,

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(1)小滑块b克服摩擦力做的功是多少?

(2)a、b组成的系统产生的内能是多少?

 

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(8分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动,一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5 m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差h=5m,运动员连同滑雪装备总质量为80 kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

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(1)运动员到达B点的速度大小?

(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小?

 

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在利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:

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(1)下面列举了该实验的几个操作步骤,不恰当的操作是    

A.按照图示的装置安装器件

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C.释放悬挂纸带的夹子后,再接通电源开关打出一条纸带,重复几次

D.选择一条理想的纸带,对其进行测量

E.根据测量的结果,验证gh与满分5 manfen5.comv2是否相等

(2)从打出的几条纸带中挑选最理想的纸带的要求是                    ,若某小组打出一条纸带,测得前两个点间的距离为4.0mm,说明该小组操作过程存在错误,错误原因可能是                                      

(3)如图所示是实验中测得的一条纸带,各点距O点的距离分别为d1,d2,d3,…,各相邻点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g,则B点的速度表达式为vB =             。若B点和D点的速度vB、vD为已知量,要验证物体从B到D的过程中机械能是否守恒,则需满足                               关系,物体的机械能守恒。

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(4)由这条纸带还可以研究该重物下落过程的加速度,请写出计算加速度的表达式

                         

 

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