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如图所示,一不可伸长的轻质细绳,绳长为L,一端固定于O点,另一端系一质量为m的小...

如图所示,一不可伸长的轻质细绳,绳长为L,一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(不计空气阻力)。

1)若小球通过最高点A时的速度为v,求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小;

2)若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h2L,小球经过B点或D点时绳突然断开,求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差Δt

3)若小球运动到最低点C或最高点A时,绳突然断开,两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等,则O点距离地面高度h与绳长L之间应满足怎样的关系?

 

(1);(2);(3)。 【解析】 (1)球通过最高点时的速度为v,根据牛顿第二定律有: 解得: 当拉力F为零时,速度v的最小值为 (2)若小球恰好通过最高点,由机械能守恒 解得: 从B点、D点小球分别竖直上抛和竖直下抛,则 (3)小球运动到最高点A绳断开后平抛运动,则 小球运动到最低点C绳断开后平抛运动,则 从A到C由机械能守恒定律得 又; 联立上述各式解得 小球圆周运动到最高点A时 解得。  
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如图所示,均匀薄壁U型管竖直放置,左管竖直部分高度大于30cm且上端封闭,右管上端 开口且足够长,用两段水银封闭了 AB两部分理想气体,下方水银左右液面等高,右管上方的水银柱高h=4cm,初状态温度为27℃,A气体长度=15cm,大气压强.现使整个装置缓慢升温,当下方水银的左右液面高度相差=10cm时,保持温度不变,再向右管中缓慢注入水银,使A中气柱长度回到15cm.求:

(1)升温后保持不变的温度是多少摄氏度?

(2)右管中再注入的水银高度是多少?

 

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某同学利用图a装置探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系。一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面上。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的____________(填正确答案标号)。

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量Δx

E.弹簧原长l0

2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek__________

3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出:如果h不变,m增加,sx图线的斜率会_______(填增大减小不变);

4)设图(bs-Δx图线的斜率为k,用测量量和已知量表示出EpΔx的函数关系式_______

 

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某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:

①由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t

②用刻度尺测量出两个光电门之间的高度h,并计算出小铁球通过两光电门间的平均速度

③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复①的操作.测出多组(ht),计算出对应的平均速度

④画出-t图像。

请根据实验,回答如下问题:

1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度的表达式为_____;(用v0gt表示)

实验次数

1

2

3

4

5

6

hcm

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

ts

0.069

0.119

0.159

0.195

0.226

0.255

m/s

1.45

1.68

1.89

2.05

2.21

2.35

 

 

2)实验测得的数据如下表:请在坐标纸上画出-t图像_______

3)根据-t图像,可以求得当地重力加速度g_______m/s2,试管夹到光电门1的距离约为________cm

 

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如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置,下部是可调高内阻电池。提高或降低挡板,可改变AB两电极间电解液通道的横截面积,从而改变电池内阻。电池的两极AB与电压传感器2相连,位于两个电极内侧的探针ab与电压传感器1相连,R是滑动变阻器。(实验前已给电源充足了电)

1)闭合开关S,在将挡板向上提的过程中,电压传感器2的读数将___________;(填变大变小不变

2)(多选题)下列说法中正确的是____________

A)当S断开时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势

B)闭合S,当把电阻R的滑臂向左移动到阻值为零时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势;

C)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1的示数总小于传感器2的示数

D)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1和传感器2的示数之和总不变

 

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图甲所示是演示振动图像的沙摆实验装置,沙摆可视为摆长L1.0m的单摆,其摆动可看作简谐运动。实验中,细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出,用手沿与摆动方向垂直的方向匀速拉动纸板,漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化有规律的一条曲线。

1)曲线之所以粗细不均匀,主要是因为沙摆摆动过程中_____(选填位移速度加速度)大小在变化;

2)若图乙中AB间距离x4.0m,当地重力加速度g10m/s2,则纸板匀速运动的速度大小为____m/s

 

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