用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
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. 用天平测出重锤的质量;
D. 先释放纸带,再接通电源,打出一条纸带;
E. 用秒表测出重锤下落的时间;
F. 测量纸带上某些点间的距离;
G. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是 (填选项)
其中操作错误的步骤是 (填选项)
(2)在实验中,质量m=1kg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点p到打下B点的过程中,物体重力势能的减少量△Ep= J,动能的增加量△EK= J。(取g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
(3)用v表示各计数点的速度,h表示各计数点到P点的距离,以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是_________。
如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场场强大小为E,方向与水平面平行。在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大。由于发射时刻不同时,小球间无相互作用。且∠=30°,下列说法正确的是( )
A. 电场的方向与AC间的夹角为30°
B. 电场的方向与AC间的夹角为60°
C. 小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qER
D. 小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qER
如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧。一个质量为m,电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道,不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 小球一定能从B点离开轨道
B. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C. 若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
D. 小球到达C点的速度可能为零
在光滑的水平面内有一沿x轴的静电场,其电势随x坐标值的变化图线如图所示。一质量为m,带电量为q的带正电小球(可视为质点)从O点以初速度v0沿x轴正向移动。下列叙述正确的是( )
A. 若小球能运动到x1处,则该过程小球所受电场力逐渐增大
B. 带电小球从x1运动到x3的过程中,电势能先减小后增大
C. 若该小球能运动到x4处,则初速度v0至少为
D. 若v0为,带电粒子在运动过程中的最大速度为
如图所示为一正点电荷M和一金属板N形成的电场线,a、b、c为电场中的三点,则下列说法正确的是( )
A. a、c两点的电场强度大小关系为Ea>Ec
B. a、b两点的电势关系为
C. 一负点电荷在a点处的电势能大于它在b点处的电势能
D. 若将某正点电荷由a点移到c点,电场力做正功
如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. 三个等势面中,a的电势最高
B. 带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大
D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大