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小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律.A为装有挡光片的钩码,总质量为M...

小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律.A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为mm<M)的重物B相连.他的做法是:先用力拉住B,保持AB静止,测出A的挡光片上端到光电门的距离h;然后由静止释放BA下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A下落hh>>b)时的速度,重力加速度为g

(1)在A从静止开始下落h的过程中,验证以AB、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为_______________________(用题目所给物理量的符号表示);

(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值,因而系统减少的重力势能_________系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);

(3)为减小上述对结果的影响,小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是________

A.保持A下落的初始位置不变,测出多组t,算出多个平均速度然后取平均值

B.减小挡光片上端到光电门的距离h

C.增大挡光片的挡光宽度b

D.适当减小挡光片的挡光宽度b

(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值________真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”).

 

大于 D 小于 【解析】 (1)[1].下降过程中减少的重力势能为 通过光电门的速度为 故系统增加的动能为 要验证机械能是否守恒的表达式为 (2)[2].本题中利用平均速度代替瞬时速度,由于平均速度等于中间时刻的瞬时速度,实际下降h高度的速度为,可知测量速度小于下降h高度时的速度,即减小的重力势能大于增加的动能 (3)[3].因为实验误差的根源在于测量挡光片通过光电门时的速度上,故为了使得计算的平均速度更接近实际的瞬时速度,应减小挡光片的挡光宽度b,D正确; (4)[4].由 可得 测量速度小于实际下降h高度的速度,即速度测量值偏小,所以重力加速度的测量值小于实际值.
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考点分析:
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探究动能定理实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门MN滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮滑块与力传感器相连,传感器下发悬挂钩码,已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为m

(1)接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门MN的时间分别为t1t2,力传感器的示数F,改变钩码质量,重复上述实验.

①为探究在MN间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量Ek的关系,还需要测量的物理量______(写出名称及符号);

②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为______

(2)保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据做出从MN过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方v2的关系图象,如图乙所示,则图线的斜率表示______,图线在横轴上的截距表示______

(3)下列不必要的实验操作和要求有______(请填写选项前对应的字母)

A.测量钩码的质量

B.调节气垫导轨水平

C.调节滑轮细线与气垫导轨平行

D.保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量.

 

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18世纪数学家莫佩尔蒂哲学家伏尔泰曾经设想穿透地球;假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中忽略一切阻力此人可以从南极出口飞出,(已知此人的质量m=50 kg;地球表面处重力加速度g10 m/s2;地球半径R=6.4×106 m;假设地球可视为质量分布均匀的球体均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是

A.人与地球构成的系统由于重力发生变化故机械能不守恒

B.人在下落过程中受到的万有引力与到地心的距离成正比

C.人从北极开始下落到刚好经过地心的过程万有引力对人做功W=3.2×109 J

D.当人下落经过距地心R瞬间人的瞬时速度大小为×103 m/s

 

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如图所示,轻质弹簧上端固定,下端与质量为m的圆环相连,圆环套在倾斜的粗糙固定杆上,杆与水平面之间的夹角为α。将圆环从a处由静止释放,环沿杆上滑到b处时的速度为v,滑到d处时速度为零,且弹簧竖直并处于自然长度;接着,圆环又从d处沿杆下滑,滑到b处时速度为零.已知bd Lcb d的中点,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则下列说法正确的是(    )

A. 环上滑经过c点的速度等于下滑经过c点的速度

B. 环上滑经过c点的速度大于下滑经过c点的速度

C. 环经过b点时,弹簧的弹性势能是

D. 环经过b点时,弹簧的弹性势能是

 

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一只排球在A点被竖直抛出,此时动能为20J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为12J,假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定,A点为零势能点,则在整个运动过程中,排球的动能变为10J时,其重力势能的可能值为(

A.10J B.8J C. D.

 

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如图所示,倾角为370的足够长的传送带以恒定速度运行,将一质量m=1 kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图所示,取沿传送带向上为正方向,g= 10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则下列说法正确的是    (  )

A.物体与传送带间的动摩擦因数为0. 75

B.0~8 s内物体位移的大小为14 m

C.0~8 s内物体机械能的增量为84 J

D.0~8 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J

 

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