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如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该...

如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下:

a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门AB,砂桶通过滑轮与小车相连.

b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m.

c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始加速运动.

d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,挡光片宽度为d,小车质量为M,两个光电门AB之间的距离为L.

e.依据以上数据探究动能定理.

(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是________

A.实验时,先剪断细绳,后接通光电门

B.实验时,小车加速运动的合外力为FMg

C.实验过程不需要测出斜面的倾角

D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

(2)小车经过光电门AB的瞬时速度为vB________vA________.如果关系式___________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.

 

(1)AC(2分)(2分)(2分) mgl=M()2/2-M()2/2。(2分) 【解析】【试题分析】实验操作时应先接通光电门后释放滑块,小车加速运动的合外力为F=mg,倾斜木板的目的是平衡摩擦力,不需要测出斜面的倾角,根据实验原理可知无需考虑砂和砂桶的总质量m远是否小于小车质量M.本实验中由于遮光条通过光电门的时间极短,因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小;小车从A到B的过程中,其合力做功mgL,系统动能的增加,增量为: ,因此只要比较二者是否相等,即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等. (1)A、按照操作规程,应先接通光电门后释放滑块,否则可能滑块已经通过光电门,光电门还没有工作,测不出滑块通过光电门A的时间,故A错误.B、平衡时,除了绳子拉力以外的力的合力与绳子的拉力等值反向,实验时,剪短细绳,则小车加速运动的合外力为F=mg,故B错误.C、实验过程中,倾斜木板的目的是平衡摩擦力,不需要测出斜面的倾角,故C正确.D、实验时,剪短细线,砂和砂桶不随小车运动,无需考虑砂和砂桶的总质量m远是否小于小车质量M,故D错误.故选C. (2)由于遮光条比较小,通过光电门的时间极短,因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度,因此滑块经过光电门时的瞬时速度分别为: 、.小车从A到B的过程中,其合力做功mgL,系统动能的增加,增量为: ,因此只要比较二者是否相等,即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等.即如果关系式 在误差允许范围内成立,就验证了动能定理. 【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理和操作方法,知道光电门测速的方法:在很短位移内的平均速度代替瞬时速度.  
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考点分析:
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小明研究小车在水平长木板上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小车、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示。

(1)主要的实验过程:

①用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d=________mm。

②让小车从斜面上某一位置释放,读出小车通过光电门时数字毫秒计示数t。

③用刻度尺量出小车停止运动时遮光板与光电门间的距离L。

④求出小车与木板间摩擦力f=_______(用物理量的符号表示)。

(2)实验中,小车释放的高度应该适当_______(选填“高”或“低”)些。

 

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如图所示,用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.

①对于上述实验操作,下列说法正确的是________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.小球1质量应大于小球2的质量

②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________

A.A、B两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量

D.小球1和小球2的半径r

③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示).

 

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与物体的重力势能有关的因素是()

A. 物体的质量    B. 物体的速度    C. 物体和参考平面之间的高度差    D. 物体的大小

 

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某国际研究小组观测到了一组双星系统,它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动,双星系统中质量较小的星体能“吸食”质量较大的星体的表面物质,达到质量转移的目的.根据大爆炸宇宙学可知,双星间的距离在缓慢增大,假设星体的轨道近似为圆,则在该过程中()

A. 双星做圆周运动的角速度不断减小

B. 双星做圆周运动的角速度不断增大

C. 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径渐小

D. 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径增大

 

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美国航空航天局(NASA)于2009年2月11日晚宣布,美国一颗通信卫星10日与一颗已报废的俄罗斯卫星在太空中相撞,相撞产生的大量碎片对国际空间站等在轨太空设备都造成了潜在威胁。NASA表示,这是人类历史上首次两颗完整在轨卫星相撞事故。新闻发言人凯利汉弗莱斯表示,撞击地点位于西伯利亚上空约500英里处(约805公里)。发生相撞的分别是美国1997年发射的“铱33”卫星,以及俄罗斯1993年发射的“宇宙2251”卫星,据信已经废弃了10年。前者重约560千克,后者重约900千克。假设两颗卫星相撞前都在离地805公里的轨道上做匀速圆周运动,结合中学物理的知识,下面对于相撞产生的大量碎片说法正确的是()

A. 相撞后某些速度增大的碎片,要靠近地球运动

B. 相撞后某些速度增大的碎片,要远离地球运动

C. 相撞后所有的碎片都要靠近地球运动

D. 相撞后所有的碎片都要远离地球运动

 

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