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在巴东一中第15届科技节中,某物理研究性学习兴趣小组的同学在验证动能定理实验时找...

在巴东一中第15届科技节中,某物理研究性学习兴趣小组的同学在验证动能定理实验时找到了打点计时器及所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小车、沙桶和细沙、长木板及滑轮,他们组装了一套如图所示的装置.当小车连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,小车处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

1)你认为还需要的实验器材有__________________

2)实验时为了保证小车受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______________;实验时首先要做的步骤是____________

3)在(2)的基础上,兴趣小组的同学用天平称量小车的质量为M,往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m,然后让沙桶带动小车加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为______________________________(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

 

天平和刻度尺 远小于滑块的质量 平衡摩擦力 mgL=Mv22-Mv12 【解析】 (1)实验还需要的实验器材有:天平和刻度尺; (2)沙和沙桶加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,对沙和沙桶,有:mg-T=ma;对滑块,有:T=Ma;解得:T=mg,故当M>>m时,有T≈mg;滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高; (2)总功为:mgL;动能增加量为: 因此最终要验证的数学表达式为:mgL=.  
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考点分析:
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图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:

1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有_______.(填入正确选项前的字母)

A.米尺

B.秒表

C012V的直流电源

D0I2V的交流电源

2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)

 

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如图所示,长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点),杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触,立方体B的质量为M。今有微小扰动,使杆向右倾倒,各处摩擦均不计,而AB刚脱离接触的瞬间,杆与地面夹角恰为 ,重力加速度为g,则下列说法正确的是

A. AB刚脱离接触的瞬间,AB速率之比为2:1

B. AB刚脱离接触的瞬间,B的速率为

C. A落地时速率为

D. AB质量之比为14

 

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将一质量为M的光滑斜劈固定在水平面上,一质量为m的光滑滑块(滑块可以看成质点)从斜面顶端由静止自由滑下。在此过程中,斜劈对滑块的支持力记为FN1,地面对斜劈的支持力记为FN2,滑块到达斜面底端时,相对地面的速度大小记为v、竖直分速度的大小记为vy。若取消固定斜劈的装置,再让滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块的压力作用下斜劈会向左做匀加速运动,在此过程中,斜劈对滑块的支持力记为FN1ʹ、地面对斜劈的支持力记为FN2ʹ,滑块到达斜面底端时,相对地面的速度大小记v'、竖直分速度的大小记为vyʹ。则下列大小关系正确的是(  )

A.FN1FN1ʹ B.FN2FN2ʹ C.vv' D.vyvyʹ

 

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如图所示,水平传送带以恒定的速度v运动,一质量为m的小物块轻放在传送带的左端,经过一段时间后,物块和传送带以相同的速度一起运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则(  )

A.物块加速运动时的加速度为μg

B.物块加速运动的时间为

C.整个过程中,传送带对物块做的功为mv2

D.整个过程中,摩擦产生的热量为mv2

 

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如图所示,ABCD四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同,现从同一高度h处由静止释放小球,使之进入右侧不同的竖直轨道,除去底部一小圆弧,A图中的轨道是一段斜面,其高度小于hB图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道,其上部为直管,下部为圆弧形,与斜面相连,管的高度大于hC图中的轨道是一段斜面,高度大于hD图中的轨道是个半圆形轨道,其直径等于h。如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失,小球进入右侧轨道后能到达h高度的是(     )

A.  B.

C.  D.

 

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