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气垫导轨是常用的一种实验仪器。 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑...

气垫导轨是常用的一种实验仪器。 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。 我们可以用带竖直挡板 C D 的气垫导轨以及滑块 A B 来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块 AB 的质量

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。

c.在 A B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。

d.用刻度尺测出 A 的左端至 C 板的距离

c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块 AB 运动时间的计时器开始工作。 AB 滑块分别碰撞 CD 挡板时停止计时,记下 AB 分别到达 CD 的运动时间

1)实验中还应测量的物理量是____________

2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________,上式中算得的

AB 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因可能是_______(至少写出两点)

3)利用上述实验数据是否可以测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?__________(填

不可以

 

(1)B的右端至D板的距离L2;(2);测量时间、距离、质量等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。(学生只要答对其中两点即可)(3)可以。 【解析】试题分析:(1)因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有, , 即. 所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2. (2)由(1)分析可知验证动量守恒定律的表达式是. 产生误差的原因是测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差;气垫导轨不水平;滑块与气垫导轨间有摩擦. (3)能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小.根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=mAVA2+mBvB2,将, ,代入上式得. 考点:验证动量守恒定律  
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考点分析:
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如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,电阻忽略不计,导轨间距离为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上,a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接,右端固定。开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好,则b杆达到最大速度时

Ab杆受到弹簧的弹力为

Ba杆受到的安培力为

Ca、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q

D弹簧具有的弹性势能为

 

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一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以一定的初速度ν0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆始终与导轨接触良好,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为ν,则金属杆在滑行过程中 

A向上滑行与向下滑行的时间相等

B向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等

C向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等

D向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等

 

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如图所示,A、B两物体质量之比MA:MB=3:2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间的摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后,则

AA、B系统动量守恒

BA、B、C系统动量守恒

C小车向左运动

D小车向右运动

 

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如图所示的竖直平面内,水平条形区域I和Ⅱ内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场,其宽度均为d,I和Ⅱ之间有一宽度为h的无磁场区域,h>d。一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域I上边界某一高度处静止释放,在穿过两磁场区域的过程中,通过线框的电流及其变化情况相同。重力加速度为g,空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是 

A线框进入区域I时与离开区域I时的电流方向相同

B线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同

C线框有可能匀速通过磁场区域I

D线框通过区域I和区域Ⅱ产生的总热量为Q=mgd+h

 

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竖直向上的匀强磁场中,水平放置一单匝金属圆形线圈,线圈所围的面积为01m2,线圈的电阻为1Ω。规定图a所示感应电流的方向为正方向。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图b所示,则以下说法正确的是

A第1s内,线圈具有扩张趋势

B第3s内,线圈的发热功率最大

C第4s时,感应电流的方向为负

D0~5 s时间内,感应电流的最大值为01A

 

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