【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中。
(1)某組同學用如圖所示裝置,采用控制變量的方法, 來研究小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與小車受到力的關(guān)系。下列措施中正確的是:_____
A.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動。
B.實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
C.每次改變拉小車拉力后都需要重新平衡摩擦力
D. 實驗中應(yīng)先放小車,然后再開打點計時器的電源
(2)實驗中,為了保證塑料桶的總重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力,塑料桶的總質(zhì)量與小車和車上砝碼的總質(zhì)量之間應(yīng)滿足的條件是___________。這樣,在改變小車上砝碼的質(zhì)量時,只要塑料桶的總質(zhì)量不變,就可以認為小車所受拉力幾乎不變。
(3)某次實驗中得到的一條紙帶如圖所示,從比較清晰的點起,每五個打印點取一個點作為計數(shù)點,分別標明0、1、2、3、4 ,量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車通過點2時的速度為________m/s,小車的加速度為_______m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(4)某組同學實驗得出數(shù)據(jù),畫出a-F圖像如圖所示,那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題可能是:____________
【答案】 B 0.39 0.60 平衡摩擦力過度
【解析】(1)在該實驗中,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法就是,小車與紙帶相連,小車前面不掛小桶,把小車放在斜面上給小車一個初速度,看小車能否做勻速直線運動,故A錯誤;實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力,故B正確;改變小車的拉力后,不需要重新平衡摩擦力,故C錯誤;實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車,故D錯誤。所以選B。
(2)設(shè)繩子上拉力為F,對小車根據(jù)牛頓第二定律有:F=Ma ,對砂桶和砂有:mg-F=ma ,聯(lián)立解得: ,由此可知當M>>m時,繩對小車的拉力大小等于塑料桶及塑料桶中砝碼的重力。
(3)交流電的頻率為50Hz,則打點的周期為0.02s,每相鄰兩個計數(shù)點中間都有四個點未畫出,相鄰兩個計數(shù)點的時間T=0.1s,2點的速度等于13段的平均速度: ,根據(jù)逐差法可得, , ,,平均加速度為: ,由以上可得: ,代入數(shù)據(jù)解得:a=0.60m/s2。
(4)從圖c可知在拉力F=0時物體的加速度不為0,即合外力不為0,圖c縱軸的截距大于0,說明在無拉力的情況下物體的加速度大于0,即在平衡摩擦力時,平衡摩擦力過度。
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【題目】質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細桿的A點和B點,如圖,繩a與水平方向成θ角,繩b在水平方向且長為l,當輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則下列說法正確的是( )
A. b繩拉力不可能為零
B. a繩的拉力隨角速度的增大而增大
C. 當角速度,b繩將出現(xiàn)拉力
D. 若b繩突然被剪斷,則a繩的拉力一定發(fā)生變化
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【題目】2016年2月11日,美國科學家宣布探測到引力波的存在,引力波的發(fā)現(xiàn)將為人類探索宇宙提供新視角,這是一個劃時代的發(fā)現(xiàn).在如圖所示的雙星系統(tǒng)中,A、B兩個恒星靠著相互之間的引力正在做勻速圓周運動,已知恒星A的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的29倍,恒星B的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的36倍,兩星之間的距離L=2×105 m,太陽質(zhì)量M=2×1030 kg,萬有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2.若兩星在環(huán)繞過程中會輻射出引力波,該引力波的頻率與兩星做圓周運動的頻率具有相同的數(shù)量級,則根據(jù)題目所給信息估算該引力波頻率的數(shù)量級是( )
A. 102 Hz B. 104 Hz
C. 106 Hz D. 108 Hz
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【題目】如圖所示,矩形區(qū)域ABCD處在與其所在平面垂直的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B0,方向向里,AB=3L,BC=L,E、F為AB、CD的三等分點,AE段為電子發(fā)射源,CF段固定有電子收集板,設(shè)電子質(zhì)量為m,電量為e,大量電子以相同初動能垂直AE飛出,取,求:
(1)電子初動能取何值,AE段發(fā)射的電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后全部被收集板吸收;
(2)初動能滿足什么條件收集板一定能收集到電子;
(3)初動能取何值,有電子以最短時間擊中收集板,最短時間為多少。
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【題目】(12分)如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,桿上P處固定一定滑輪(大小不計),滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動,在P點的右邊,桿上套一質(zhì)量m=3kg的滑塊A。半徑R=0.3m的光滑半圓形軌道豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質(zhì)量m=3kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi),滑塊和小球均可看作質(zhì)點,且不計滑輪大小的影響,F(xiàn)給滑塊A施加一個水平向右、大小為60N的恒力F,求:
(1)把小球B從地面拉到半圓形軌道頂點C的過程中力F做的功。
(2)小球B運動到C處時所受的向心力的大小。
(3)小球B被拉到離地多高時滑塊A與小球B的速度大小相等?
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【題目】電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示.現(xiàn)使磁鐵開始自由下落,在N極接近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )
A.從a到b,上極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
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【題目】如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為2m的盒子,盒子正中間有一質(zhì)量為m的物體,物體與盒底摩擦因數(shù)為μ,開始時盒子靜止,物體以水平初速度v0向右運動,當它剛要與盒子右壁碰撞時,速度減為 ,物體與盒子右壁相撞后即粘在右壁上,求:
(1)物體在盒內(nèi)滑行時間?
(2)物體與盒子右壁相碰撞的過程中對盒子的沖量?
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【題目】如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導軌共面,F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)學科&網(wǎng)電流的方向,下列說法正確的是
A. PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向
B. PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向
C. PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向
D. PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向
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