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小明通过研究发现,劲度系数为k,压缩量为x的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可...

小明通过研究发现,劲度系数为k,压缩量为x的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为,于是设计了如图的装置探究功与速度变化的关系。

将弹簧放置在外带刻度的水平气垫导轨上,左端固定,自然状态时右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。将带有遮光片的滑块(可视为质点)压缩弹簧到某位置A由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,在刻度尺上读出A、O之间的距离x. 改变A点的位置,重复上述操作,可以记录多组数据。不考虑各种阻力,完成下列填空。

(1)若要计算滑块离开弹簧时的速度v,还必需测量的物理量有__________(填名称与符号),计算速度的表达式为v=__________(符号表示)。

(2)小明在实验中记录的数据如下表所示:

分析可知,弹簧弹力做的功W与滑块获得的速度v之间的关系是__________

A.W与v成正比           B.W与v2成正比

C.W2与v成正比           D.W2与v-1成正比

(3)关于此实验,下列说法正确的是__________

A.适当增大两光电门间的距离会增大实验误差

B.适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差

C.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系必须测出滑块的质量

D.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需测量滑块的质量

 

(1)两光电门之间的距离L或BC间的距离LBC ; L/t或LBC/t (2)B; (3)BD; 【解析】(1)气垫导轨忽略摩擦,所以滑块离开弹簧后做匀速直线运动,已知滑块穿过B、C所需要的时间,所以还需测量BC之间的距离L,由 可得速度;  (2)弹簧弹力做功全部转化为物块的动能,有 ,从表格可以知道在误差允许的范围内, 与 成正比,即W与成正比, 故B正确; (3)适当增加两光电门的距离,可以稍增加滑块运动的时间,使测量数据误差减小,研究弹簧做功与动能变化关系时不需要测量质量,因为k、m都是定值,只需证明与成正比即可证明弹力做功与动能变化之间的关系 ,故BD正确;  
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考点分析:
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某物理兴趣小组在一次探究实验活动中,要测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列点.

(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点未画出,用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据可以计算出:点“5”的瞬时速度=________m/s;加速度=_________m/s2(保留三位有效数字).

(2)为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,该小组用天平测出了滑块的质量,托盘和砝码的总质量.因条件所限, 无法远大于,则滑块与木板间的动摩擦因数___________ (用ga等字母表示).

 

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如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为θ角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为μμtanθ),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始逐渐加速转动,则:(   )

A. 物块离开转台之前所受摩擦力始终指向转轴

B. 当转台角速度时,物块将离开转台

C. 当转台对物块做的功为时,物块对转台的压力恰好为零

D. 当转台的角速度时,随着角速度的增加,细线将会对物块做正功

 

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如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h. 开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是(     )

A. 物块A经过C点时的速度大小为

B. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小

C. 物块A在杆上长为h的范围内做往复运动

D. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量

 

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据报道,2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”,嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说,自2013年12月14日月面软着陆以来,中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。假如月球车在月球表面以初速度竖直上抛出一个小球,经时间t后小球回到出发点,已知月球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是(      )

A. 月球表面的重力加速度为

B. 月球的质量为2

C. 月球的第一宇宙速度为

D. 探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为

 

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如图所示,两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球,整体处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30°角,b弹簧与竖直方向成60°角,a、b两弹簧的形变量相等,重力加速度为g,则(    )

A. 弹簧a、b的劲度系数之比为

B. 弹簧a、b的劲度系数之比为

C. 若弹簧a下端与小球松脱,则松脱瞬间小球的加速度大小为

D. 若弹簧b下端与小球松脱,则松脱瞬间小球的加速度大小为

 

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