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“阿特伍德机”是物理学家乔治•阿特伍德在1784年研制的一种验证运动定律的机械....

阿特伍德机是物理学家乔治阿特伍德在1784年研制的一种验证运动定律的机械.其基本结构如图所示,在跨过定滑轮的轻绳两端系着质量均为M的物块AB,质量为m的金属片C放置在物块B上(不粘连).铁架台上固定一圆环,圆环在物块B的正下方.系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为h1.

(1)由静止释放物块AB,当物块B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,此后,物块B继续下落.如果忽略一切阻力,物块B穿过圆环后做______直线运动.(填匀速”“匀减速匀加速

(2)如果在实验误差允许的范围内,物块AB和金属片C组成的系统,在下落h1高度的过程中,金属片C减少的重力势能等于系统增加的动能,即可验证该系统机械能守恒.测得物块B穿过圆环后下落h2高度所用时间为t,当地的重力加速度为g.则该系统机械能守恒的表达式为___________________

(3)改变静止释放物块AB的初始位置,重复试验,记录各次的高度差h1,以及物块B穿过圆环后下落相同高度h2所用的时间t,以h1为纵轴,以_____(填”“)为横轴,若作出的图线为一条过原点的直线,则说明了系统的机械能守恒.

 

匀速 mgh1= 【解析】 (1)因AB质量相同,则物块B穿过圆环后做匀速直线运动. (2)由题意可知,系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能,即为:mgh+Mgh-Mgh=(2M+m)v2, 即为:mgh1=(2M+m)v2,又v=  得:mgh1=(2M+m)()2 (3)将mgh1=(2M+m)v2,变形后,则有: 因此以为横轴;由上式可知,作出的图线是一条过原点的直线,直线的斜率:k=.  
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考点分析:
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(1)一课外实验小组设计了如图甲所示的实验装置,用来探究拉力对小车做功跟小车动能的关系。M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。两光滑滑轮质量均不计,木板上的轻质细线与木板平行,不计空气阻力实验时,一定要进行的操作是______

A.用天平测出砂和砂桶的质量m

B.用天平测出带滑轮的小车的质量M

C.将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力

D.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数

E.为减小误差,实验中一定要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

如图为实验中打出的纸带,已知打点频率为f,选取某一个打的点为计数点0,然后每隔4个点选一个计数点,依次记为123456,各计数点到0点的距离分别为实验中测出小车的质量M,力传感器显示拉力为F,从计数点15的过程中,外力对小车做的功为______,小车动能的变化为______用本问所给的字母表示

 

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如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态BCD后再回到状态A,其中,为等温过程,为绝热过程。该循环过程中,下列说法正确的是  

A.过程中,气体对外界做功,吸热

B.过程中,气体分子的平均动能减少

C.过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D.过程中,外界对气体做功,气体内能增加

 

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如图所示,质量为2mm的小滑块PQP套固定竖直杆上,Q放在水平地面上.PQ间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接,一轻弹簧左端与相连,右端固定在竖直杆上,弹簧水平,当α=30°时,弹簧处于原长.当α=30°时,P由静止释放,下降到最低点时α变为60°,整个运动过程中,PQ始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为gP下降过程中

A.P、Q组成的系统机械能守恒

B.弹簧弹性势能最大值为

C.竖直杆对P的弹力始终大于弹簧弹力

D.P下降过程中动能达到最大前,Q受到地面的支持力小于3mg

 

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如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由题给数据可以得出

A.木板的质量为1kg

B.2s~4s内,力F的大小为0.4N

C.0~2s内,力F的大小保持不变

D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

 

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某跳伞员在无风的天气做跳伞训练时,从离地面高为H的空中悬停的直升飞机上跳下,然后立即打开降落伞,由于空气阻力(阻力大小与速度成正比)的作用,跳伞员降落的距离后其速度达到最大值,此后开始匀速运动最后到达地面。若加速运动过程中,降落伞克服阻力做的功为W1,运动的时间为t1;匀速运动过程中,降落伞克服阻力做的功为W2,运动的时间为t2,则  

A.W2>2W1 B.W2<2W1 C.t1>t2 D.t1<t2

 

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