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某学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”,在实验室设计了如...

某学习小组的同学欲探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系,在实验室设计了如图所示甲、乙两套装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为弹簧秤,P为小桶(内有沙子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置.

 (1)如果忽略滑轮与绳间的摩擦,但不能忽略滑轮的质量,小组成员认为:①甲图中弹簧秤的示数即为小车受到的拉力大小;②乙图中弹簧秤示数的二倍为小车受到的拉力大小.请判断两种分析是否正确,若不正确,请指明并简要说出不正确的原因_______.

(2)选择了上述一种合理的方法后,要顺利完成该实验,除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还必需的两个实验仪器是________________________________.

(3)该实验中发现小车受到的阻力对实验结果影响较大,在长木板保持水平的情况下,请你利用该装置测出小车受到的阻力,其方法是_______________________

(4)在上述实验操作中,打点计时器使用的交流电频率为50Hz,某同学打出的一段纸带如下图所示,OABF为打点计时器连续打出的计时点,根据图中数据求出小车运动时与纸带上E点相对应的瞬时速度vE______m/s.(结果保留3位有效数字)

 

 

(1)①的说法是正确的;②的说法不正确,因为当小车加速运动时,要考虑动滑轮的质量,小车所受到的拉力小于(或不等于)弹簧秤示数的二倍 (2)刻度尺 天平 (3)调整小桶内沙子的质量,轻推小车,使小车拖动纸带做匀速运动,则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小 (4)1.39 【解析】解:(1)在甲图中,小车的拉力等于弹簧秤的拉力,在乙图中,考虑到动滑轮的质量,设弹簧秤的拉力为F,则 ,知小车所受到的拉力小于(或不等于)弹簧秤示数的二倍. (2)该实验要计算出小车的动能,所以要天平,要测量长度,还需要刻度尺; (3)调整小桶内沙子质量,轻推小车,使小车拖动纸带做匀速运动,则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小. (4)E点的速度等于DF段的平均速度, .  
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考点分析:
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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用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d________ mm

②调整气垫导轨水平,滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,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,若滑块质量M、两光电门间距离LΔt1Δt2d和重力加速度g已知。上述物理量间若满足关系式_____________________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

③下列因素中可能增大实验误差的是___________

A.气垫导轨未调水平      B.未满足M>>

C.遮光条宽度太大        D.两光电门距离过小

 

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如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知A的质量为4mBC的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态释放AA沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面下列说法正确的是(    )

A. 斜面倾角α=30°

B. A获得最大速度为

C. C刚离开地面时,B的加速度最大

D. 从释放AC刚离开地面的过程中,AB小球组成的系统机械能先增加后减少

 

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如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间动摩擦因数为,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F,则木板加速度a大小可能是 ( )

A. aμg    B.     C.     D.

 

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如图是滑雪场的一条雪道。质量为70 kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下,在B点以5 m/s 的速度水平飞出,落到了倾斜轨道上的C点(图中未画出)。不计空气阻力,θ=30°,g=10m/s2,则下列判断正确的是

A. 该滑雪运动员腾空的时间为1s

B. BC两点间的落差为m

C. 落到C点时重力的瞬时功率为W

D. 若该滑雪运动员从更高处滑下,落到C点时速度与竖直方向的夹角不变

 

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如图所示为赛车场的一个水平梨形赛道,两个弯道分别为半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧,直道与弯道相切.大、小圆弧圆心OO距离L=100 m.赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍.假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10 m/s2π=3.14),则赛车(     )

A. 在绕过小圆弧弯道后加速

B. 在大圆弧弯道上的速率为45 m/s

C. 在直道上的加速度大小为5.63 m/s2

D. 通过小圆弧弯道的时间为5.85 s

 

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