【題目】用自由落體法驗證機械能守恒定律時,某同學按照正確的操作選出的紙帶如圖。其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點。該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位:cm)(已知重錘的質(zhì)量為0.1kg,打點時間間隔為0.02 s)。
(1)這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是____________(填“9.51”或“12.42”或“15.7”),應記作____________cm。
(2)該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,已知當?shù)氐闹亓铀俣?/span>,他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的瞬時速度,則該段重錘重力勢能的減少量為_________,而動能的增加量為________(均保留三位有效數(shù)字)。這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_________動能的增加量(填“大于”“小于”“等于”),原因是_____________。
【答案】15.7 15.70 0.122J 0.120J 大于 v是實際速度,因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉化為內(nèi)能
【解析】
(1)[1][2]毫米刻度尺測量長度的精確度為1mm,要求估讀即讀到下一位0.1mm,這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段:15.7,應記作15.70cm。
(2)[3]重錘在OB段重力勢能減小量:
△EP=mgh=0.1×9.8×0.1242J=0.122J
[4]由勻變速直線運動的推論,中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大。
則重錘在OB段動能的增量為:
[5]由計算結果可知重力勢能的減少量大于動能的增加量;
[6]由于物體下落過程中存在摩擦阻力,因此動能的增加量小于勢能的減小量,重力勢能沒有完全轉化為動能。
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【題目】某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同,壓強大于外界,F(xiàn)使活塞緩慢移動,直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時,容器中空氣的溫度__________(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度,容器中空氣的密度__________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度。
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【題目】農(nóng)藥噴霧器的原理如圖所示,儲液筒與打氣筒用軟細管相連,先在桶內(nèi)裝上藥液,再擰緊桶蓋并關閉閥門K,用打氣筒給儲液筒充氣增大儲液筒內(nèi)的氣壓,然后再打開閥門,儲液筒的液體就從噴霧頭噴出,已知儲液筒容器為10L(不計儲液筒兩端連接管體積),打氣筒每打一次氣能向儲液筒內(nèi)壓入空氣200mL,現(xiàn)在儲液筒內(nèi)裝入8L的藥液后關緊桶蓋和噴霧頭開關,再用打氣筒給儲液筒大氣。(設周圍大氣壓恒為1個標準大氣壓,打氣過程中儲液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變),求:
①要使貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強達到3atm,打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù);
②打開噴霧頭開關K直至儲液筒的內(nèi)外氣壓相同,儲液筒內(nèi)剩余藥液的體積。
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【題目】如圖所示,在光滑絕緣水平面上,用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電量為+2q,B球的帶電量為-3q,兩球組成一帶電系統(tǒng).虛線MN與PQ平行且相距3L,開始時A和B分別靜止于虛線MN的兩側,虛線MN恰為AB兩球連線的垂直平分線.若視小球為質(zhì)點,不計輕桿的質(zhì)量,在虛線MN、PQ間加上水平向右的電場強度為E的勻強電場后,系統(tǒng)開始運動.試求:
(1)B球剛進入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大;
(2)帶電系統(tǒng)向右運動的最大距離和此過程中B球電勢能的變化量.
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【題目】如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°.已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6 C,勻強電場的場強E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小球所受電場力F的大。
(2)小球的質(zhì)量m.
(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大。
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【題目】如圖所示,直角三角形光滑框架ABC處于勻強電場中,其平面與電場線平行,一電量,質(zhì)量的帶正電小環(huán)套在三角形框架上。已知小環(huán)從A點由靜止開始運動至C點與從C點由靜止開始運動至B點的時間均為2s,AB長為5m,,不計重力。求:
(1)勻強電場強度的大小及方向;
(2)AC兩點間的電勢差;
(3)小環(huán)從A點由靜止運動到B點時電場力的瞬時功率。
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【題目】做簡諧振動的水平彈簧振子,其振子的質(zhì)量為m,振動過程中的最大速率為v,從某一時刻算起,在半個周期內(nèi)
A.彈力的沖量一定為零
B.彈力的沖量大小可能是零到2mv之間的某一個值
C.彈力所做的功一定為零
D.彈力做功可能是零到之間的某一個值
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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一勻強電場,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球在力F的作用下,沿圖中虛線由M至N做豎直向上的勻速運動。已知力F和MN之間的夾角為45°,MN之間的距離為d,重力加速度為g。則下列說法正確的是( 。
A. 電場的方向可能水平向左
B. 電場強度E的最小值為
C. 當qE=mg時,小球從M運動到N時電勢能變化量為零
D. F所做的功一定為
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【題目】如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實驗。某次實驗中,砝碼的質(zhì)量m1=0.1kg,紙板的質(zhì)量m2=0.01 kg,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1m,重力加速度g取10 m/s2。砝碼移動的距離超過l=0.002m,人眼就能感知。若本次實驗未感知到砝碼的移動,求:
(1)砝碼移動的最長時間
(2)紙板所需的拉力至少多大?
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