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如图所示,质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上,从离地h高处以一定初速度向上运动...

如图所示,质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上,从离地h高处以一定初速度向上运动,运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力.小环能达到的最大高度为3h,求:

(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中,重力做功和摩擦力做功分别为多少?

(2)在高中我们定义由相互作用的物体的相对位置决定的能量叫势能,如相互吸引的物体和地球,其相对位置关系决定重力势能.对比(1)问中两力做功,说明为什么不存在与摩擦力对应的摩擦力势能的概念.

(3)以地面为零势能面.从出发至小环落地前,小环的机械能E随路程s的变化关系是什么?

 

(1)﹣mgh;﹣mgh(2)不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”(3)E=4mgh﹣ 【解析】 (1)重力做功为 WG=﹣mgh 摩擦力做功 Wf=﹣fs=﹣•3h=﹣mgh (2)重力做功与路径无关,仅与初末位置有关.势能的变化与初末位置有关.两者都与位置有关,所以重力有对应的重力势能.摩擦力做功与路径有关,所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。 (3)小环能达到的最大高度为3h,则: 解得: 若以地面为零势能面,小环初始势能为mgh,初始动能为3mgh,则初始机械能为4mgh;从出发到落地前,通过路程s,克服摩擦力所做的功为;则机械能变化的表达式为: E=4mgh﹣  
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如图所示,高L、上端开口的气缸与大气联通,大气压P0.气缸内部有一个光滑活塞,初始时活塞静止,距离气缸底部.活塞下部气体的压强为2P0、热力学温度T

(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T,活塞离开气缸底部多少距离?

(2)若保持温度为T不变,在上端开口处缓慢抽气,则活塞可上升的最大高度为多少?

 

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研究一定质量理想气体在温度不变时,压强和体积的关系实验中.某同学按如下步骤进行实验:

将注射器活塞移动到体积适中的V0位置,接上软管和压强传感器,通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0

用手握住注射器前端,开始缓慢推拉活塞改变气体体积.

读出注射器刻度表示的体积V,通过DIS系统记录下此时的V与压强p

重复②③两步,记录5组数据.作p图.

(1)在上述步骤中,该同学对器材操作的错误是:__.因为该操作通常会影响气体的__(填写状态参量).

(2)若软管内容积不可忽略,按该同学的操作,最后拟合出的p直线应是图a中的__.(填写编号)

(3)由相关数学知识可知,在软管内气体体积V不可忽略时,p图象为双曲线,试用玻意耳定律分析,该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是p=__.(用V0p0V表示)

 

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如图a所示,某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。

1)若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确,则移动滑片后,得到的U-I图象最可能为___________

A.   B. C. D.

2)将电压传感器d端改接到电路中c端,正确调零操作,移动滑片后,得到如图b所示的U-I图,已知定值电阻R=10Ω,则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。(结果保留2位有效数字)

 

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如图所示为某同学完成验证平行四边形定则实验后留下的白纸.

(1)根据图中数据,F的大小是__N

(3)观察图象发现,理论的合力F与一个弹簧秤拉动时的拉力F3差异较大,经验证F3测量无误,则造成这一现象可能的原因是__

A.用手压住结点后拉弹簧秤并读数

B.初始时一个弹簧秤指示在0.4N处而未调零

C.两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差

D.拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落,装上后继续实验.

 

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用如图所示的实验装置研究平抛运动.某同学按如下的操作得到了一组数据:

将碰撞传感器水平放置,在轨道多个位置静止释放小球.

将碰撞传感器竖直放置在离抛出点一定距离处(图中虚线位置),在轨道多个位置静止释放小球,小球都击中碰撞传感器.

 

1

2

3

4

5

6

初速度v0m/s

1.024

1.201

1.176

1.153

0.942

1.060

飞行时间ts

0.246

0.249

0.248

0.173

0.212

0.189

 

(1)本实验除了碰撞传感器外,还需用到的传感器是__

(2)根据表格可知,碰撞传感器水平放置时,距离小球抛出点的高度约__m;碰撞传感器竖直放置时,距离小球抛出点的水平距离约__m

 

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