特种兵过山谷的一种方法可简化为图示情景.将一根长为2d的不可伸长的细绳两端固定在相距为d的.A、B两等高点,绳上挂一小滑轮P.战士们相互配合,就可沿着绳子滑到对面.如图所示,战士甲用水平力F拉住滑轮,质量为m的战士乙吊在滑轮上,脚离地,处于静止状态,此时AP竖直.然后战士甲将滑轮从静止状态释放,若不计滑轮摩擦及空气阻力,也不计滑轮的质量,求:
(1)战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F;
(2)战士乙滑动过程中的最大速度.
考点分析:
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从地面竖直上抛一物体,上抛初速度v
=20m/s,物体上升的最大高度H=16m,设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变,以地面为重力势能零点,g取10m/s
2,问物体在整个运动过程中离地面多高处其动能与重力势能相等?(保留2位有效数字)
某同学的解答如下:
设物体上升至h高处动能与重力势能相等
mv
2=mgh ①
上升至h处由动能定理-mgh-F
fh=
mv
2-
mv
2 ②
上升至最高点H处由动能定理-mgh-F
fh=0-
mv
2 ③
联立以上三式,并代入数据解得h=8.9m处动能与重力势能相等.
经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.
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一定质量的理想气体从状态a经历了温度缓慢升高到状态d的变化,下面的表格和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:
(1)温度325K时气体的压强.
(2)温度250K时气体的体积.
状态 | a | b |
压强p/Pa | 0.75×105 | 0.90×105 |
温度T/K | 250 | 300 |
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如图(a)所示,两个相同的盛水容器,密闭时装有相同水位的水.现在它们顶部各插有一根两端开口的玻璃管,甲容器中的玻璃管下端插入水中,乙容器中的玻璃管下端在水面上方.若打开容器底部的阀门,两个容器中均有水流出,在开始的一段时间内,水流出的速度不变的是______.(选填“甲”或“乙”)
某同学根据这一现象,猜测水流速度可能与水面上空气的压强有关,他为了验证这一猜想,设计了如图(b)所示的装置,阀门K
2控制的容器底部出水小孔是水平的.利用阀门K
1可以改变密闭容器内水面上方气体的压强,利用平抛运动知识可获得K
2刚打开时流出水的初速度.在一次实验中水深h=1m保持不变的情况下,测出水刚流出时的初速度和对应的水面上气体压强的数据记录如下表所示:
压强(×105pa) | 0.98 | 1.08 | 1.22 | 1.40 | 1.62 |
初速度(m/s) | 4.01 | 5.99 | 8.00 | 9.99 | 11.99 |
该同学根据表格中数据,推得水面上气体的压强与水流初速度的关系为______,并推出外界大气压强值为______(水的密度ρ=1.0×10
3kg/m
3,重力加速度g=10m/s
2).
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学习了法拉第电磁感应定律E∝
后,为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比,某小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t.
在一次实验中得到的数据如下表:
次数 测量值 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
E/V | 0.116 | 0.136 | 0.170 | 0.191 | 0.215 | 0.277 | 0.292 | 0.329 |
△t/×10-3s | 8.206 | 7.486 | 6.286 | 5.614 | 5.340 | 4.462 | 3.980 | 3.646 |
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的△t时间内,磁铁相对线圈运动的距离都______(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制______不变;
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与△t成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出______,若该数据基本相等,则验证了E与△t成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作_______关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与△t成反比.
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在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中:
(1)第一组同学利用如图a的实验装置测量,电压表应选择量程______(选填“3V”或“15V”),实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为______Ω.(电压表、电流表均为理想电表).
(2)第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示,则根据图象可知,电池的电动势为______ V,内阻为______Ω.
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