【題目】某探究學習小組的同學欲驗證動能定理,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙.當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態(tài).

若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:

(1)你認為還需要的實驗器材有____________

(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是_______________,實驗時首先要做的步驟是_______________

(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________.(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)

【答案】1)刻度尺,天平

2)沙和沙桶的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量,平衡摩擦力

3mgL=Mv22﹣v12

【解析】(1)實驗要驗證動能增加量和總功是否相等,故需要求出總功和動能,故還要天平和刻度尺;

(2)沙和沙桶加速下滑,處于失重狀態(tài),其對細線的拉力小于重力,設(shè)拉力為T,根據(jù)牛頓第二定律,有

對沙和沙桶,有 mg﹣T=ma

對小車,有 T=Ma

故當m<<M時,有T≈mg;

實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力.

(3)合力功為mgL,實驗探究合力功與動能變化的關(guān)系,所以本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為mgL=M(v22﹣v12).

點晴:根據(jù)實驗原理,得到需要驗證的表達式,從而確定需要的器材;

實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功,用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力,對滑塊受力分析,受到重力、拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,必須使重力的下滑分量等于摩擦力;同時重物加速下降,處于失重狀態(tài),故拉力小于重力,可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達式分析討論.

練習冊系列答案
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A. 真空中傳播速度相同

B. 都能傳遞信息

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D. 都是由振蕩電路中自由電子的運動產(chǎn)生的

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【題目】如圖所示,在方向豎直向上、大小為E=1×106V/m的勻強電場中,固定一個穿有A、B兩個小球(均視為質(zhì)點)的光滑絕緣圓環(huán),圓環(huán)在豎直平面內(nèi),圓心為O、半徑為R=0.2m。AB用一根絕緣輕桿相連,A帶的電荷量為q=+7×10-7C,B不帶電,質(zhì)量分別為mA=0.01kg、mB=0.08kg。將兩小球從圓環(huán)上的圖示位置(A與圓心O等高,B在圓心O的正下方)由靜止釋放,兩小球開始沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。取g=10m/s2。

(1)通過計算判斷,小球A能否到達圓環(huán)的最高點C。

(2)求小球A的最大速度值。(可保留根號)

(3)求小球A從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)動的過程中,其電勢能變化的最大值。

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【題目】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下部AB是一長為的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長為R下端固定的輕質(zhì)彈簧。彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌射出去。投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為g為重力加速度。不計魚餌在運動過程中的 機械能損失,求:

1魚餌到達管口C時的速度大小;

2魚餌到達管口C時對管子的作用力大小和方向;

3已知地面比水面高出,若豎直細管AB的長度可以調(diào)節(jié),圓弧彎管BC可隨豎直細管一起升降,求魚餌到達水面的落點與AB所在豎直線之間的最大距離。

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【題目】如圖所示,交流發(fā)電機的矩形線圈邊長ab=cd=0.5 m,ad=bc=1.0 m,線圈匝數(shù)為100匝,內(nèi)阻不計,線圈在磁感應強度B= T的勻強磁場中,繞垂直磁場的虛線軸以角速度ω=10 π rad/s做勻速轉(zhuǎn)動,外接理想變壓器原線圈,電壓表為理想交流電表,若電阻R兩端電壓為12 V,消耗的電功率為12 W,則( )

A. 交變電流的周期是0.2s

B. 交流電壓表的示數(shù)為120V

C. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10:1

D. 原線圈的輸入功率24 W

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【題目】通常通過互感器測高壓輸電線路中電流和電壓。如圖所示,接入高壓輸電線路輸入端的兩個互感器,原、副線圈匝數(shù)比分別為1︰500和500︰1,圖中甲、乙表示電壓表或電流表,已知電壓表的讀數(shù)為24 V,電流表的讀數(shù)為2 A。則

A. 甲是電流表,乙是電壓表

B. 甲是電壓表,乙是電流表

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(1)AB間的距離;

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B. 大氣壓強減小有助于氣球體積變小,溫度降低有助于氣球體積減小

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