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为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案: 第一步:把带...

为了探究动能改变与合外力做功的关系,某同学设计了如下实验方案:

第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.

第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.

请回答下列问题:

(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB________

(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W________

(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2-W图像,可知该图像是一条________,根据图像还可求得________

 

(1); (2)下滑的位移x; mgx; (3)过原点的直线; 滑块的质量M 【解析】(1)匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,故:vB= (2)本题运动过程中,物块受到的合力为重力,要求合力做的功,则还需要测出这一过程滑块运动的位移x,则合外力对滑块做功的表达式W合=mgx (3)合外力做的功为W=mgx=mv2,所以v2=W,则v2-W图象是一条过原点的倾斜的直线,根据图象课求得直线斜率为k,所以m=,即根据图象可以求得滑块的质量.  
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考点分析:
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在“探究力的平行四边形定则”的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计),其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条的细绳的结点,OBOC 为细绳。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中测力计的示数为_______N.

(2)在实验中,如果只将细绳换成橡皮条,其他步骤没有改变,那么实验结果_________(选填“会”或“不会”)发生变化。

 

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如图所示两根相距L=0.8m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/mx=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=4m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻消耗的功率不变.则(  )

A. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力保持不变

B. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中速度一直减小

C. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力做功的大小为12J

D. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中外力的平均功率为5.6W

 

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如图所示,在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,有一个半径r=0.5m的金属圆环,圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒,它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动,且A端始终与圆环相接触。从金属环和O端各引出一条导线对外供电。OA棒的电阻R=0.1Ω,图中定值电阻R1=100Ω,R2=4.9Ω,电容器的电容C=100pF,圆环和连接导线的电阻忽略不计,则下列正确的是(   )

A. 电容器上极板带正电

B. 电容器下极板带正电

C. 电路中消耗的电功率为5W

D. 电路中消耗的电功率为4.9W

 

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如图所示水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当 MN在外力的作用下运动时,PQ在磁场力的作用下向右运动,则MN所做的运动可能是

A. 向右加速运动

B. 向左加速运动

C. 向右减速运动

D. 向左减速运动

 

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如图所示带箭头的线段表示某一电池中的电场线的分布情况一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示,,若不考虑其他力,则下列判断中正确的(  )

A. 若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电

B. 不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电

C. 若粒子是从B运动到A,则其速度减小

D. 若粒子是从A运动到B,则其电势能增加

 

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