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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上...

某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器AB,滑块P上固定一宽度为d的遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1   Δt2(填”“=”)时,说明气垫导轨已经水平。

2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1Δt2d和重力加速度g已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出                       (写出物理量的名称及符号)。

3)若上述物理量间满足关系式           ,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

 

(1)=(2)滑块的质量M ; 两光电门的间距L (3) 【解析】试题分析:(1)如果遮光条通过光电门的时间相等,说明遮光条做匀速运动,即说明气垫导轨已经水平. (2)要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量, 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度., 滑块和砝码组成的系统动能的增加量. 滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量△Ep=mgL 所以还应测出滑块质量M,两光电门间距离L. (4)如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量,那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒. 即: 考点:验证机械能守恒定律  
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考点分析:
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为了测量木块与木板间的动摩擦因数,某实验小组设计了如图甲所示的实验装置:一个木块放在水平长木板上,通过细线跨过定滑轮与重物相连,木块与纸带相连,在重物牵引下,木块先向左加速运动,重物落地后,木块做减速运动,打出的纸带撕下其中一段如图乙所示,已知交流电频率为50 Hz,重力加速度g10 m/s2

1)木块减速阶段的加速度大小为       m/s2(结果保留两位有效数字)。

2)木块与木板间的动摩擦因数μ=        (纸带与打点计时器间的摩擦可忽略不计)。

 

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如图所示,圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,Oc与Oa的夹角为,轨道最低点a与桌面相切。一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球均可视为质点,挂在圆弧轨道边缘c的两边,开始时,m1位于c点,然后从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦。则   

A在m1由c下滑到a的过程中,两球速度大小始终相等

B 在m1由c下滑到a的过程中,重力的功率先增大后减小

C若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点,则m1=2m2

D若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点,则m1=3m2

 

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宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统PQ绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若PO>OQ,则(   )

A. 星球P的质量一定大于Q的质量

B. 星球P的线速度一定大于Q的线速度

C. 双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大

D. 双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

 

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如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石块,已知AO=40 m,重力加速度g=10 m/s2,忽略人的身高,不计空气阻力。下列说法正确的是   

A若v0>20 m/s,则石块可以落入水中

B若v0<20 m/s,则石块不能落入水中

C若石块能落入水中,则v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越大

D若石块不能落入水中,则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与v0无关

 

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高速公路上一辆新型轿车正在超速行驶,其质量为2×103 kg,发动机的额定功率为160 kW,若汽车在该路面上所受阻力大小恒为4 ×103 N,则下列判断中正确的是   

A汽车的最大动能可达到16×106 J

B若汽车从静止开始以加速度2 m/s2匀加速启动,则匀加速过程中的最大速度为40 m/s

C若汽车从静止开始以加速度2 m/s2匀加速启动,则启动后2秒发动机实际功率为32 kW

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