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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨...

利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动。

1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图所示,由此读出b=______________mm

2)滑块通过B点的瞬时速度可表示为="____________" (用题中字母表示);

3)某次实验测得倾角=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为=_____________,系统的重力势能减少量可表示为=_____________,在误差允许的范围内,若=则可认为系统的机械能守恒;(用题中字母表示)

4)在上次实验中,某同学改变AB间的距离,作出的图象如图所示,并测得M=m,则重力加速度g____________

 

(1)3.80mm(2)(3),(4)9.6 【解析】试题分析:(1)宽度b的读数为:; (2)由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.滑块通过光电门B速度为:; (3)滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为:;系统的重力势能减少量可表示为:;比较和,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的. (4)根据系统机械能守恒有:,则,若图象,则图线的斜率:;由图象可知,;则有:,代入数据得: 考点:验证机械能守恒定律实验 【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理.实验中我们要清楚研究对象和研究过程,对于系统我们要考虑全面;此题为一验证性实验题.要求根据物理规律选择需要测定的物理量,运用实验方法判断系统重力势能的变化量是否与动能的变化量相同是解题的关键.  
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考点分析:
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为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)

1)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。

B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力。

C.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,同时记录弹簧测力计的示数。

D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带。

E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为__________(结果保留两位有效数字)。

3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a—F图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为

ABCk D

 

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如图甲所示,小物体从竖直弹簧上方离地高处由静止释放,其动能与离地高度h的关系如图所示。其中高度从下降到,图象为直线,其余部分为曲线,对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为 k,小物体质量为m,重力加速度为g。以下说法正确的是

A小物体下降至高度时,弹簧形变量为0

B小物体下落至高度时,加速度最大

C小物体从高度下降到,弹簧的弹性势能增加了

D小物体从高度下降到,弹簧的最大弹性势能为

 

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在大型物流货场,广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示,与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg的货物放在传送带上的A处,经过12s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示,已知重力加速度,由v--t图可知 

AA、B两点的距离为24m

B货物与传送带的动摩擦因数为05

C货物从A运动到B过程中,传送带对货物做功大小为128J

D货物从A运动到B过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为48J

 

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如图所示,一个质量为04kg的小物块从高h=005m的坡面顶端由静止释放,滑到水平台上,滑行一段距离后,从边缘O点水平飞出,击中平台右下侧挡板上的P点。现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系,挡板的形状满足方程单位:m,不计一切摩擦和空气阻力,,则下列说法正确的是

A小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1m/s

B小物块从O点运动到P点的时间为1s

C小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5

D小物块刚到P点时速度的大小为10m/s

 

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如图所示,长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦作用,最后相对木板A静止。则关于此过程,下列说法正确的是

A摩擦力对木板A做的功等于物体B克服摩擦力做的功

B物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量

C物体B动能的减少量等于其克服摩擦力做的功

D物体B动能的减少量等于摩擦力对木板A做的功与系统因摩擦产生的内能之和

 

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