由能量守恒得: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

在驗證動量守恒定律實驗中,同學們不僅完成了課本原來的實驗,還用相同的器材進行多方面的探索及嘗試.下面是甲、乙兩組同學的實驗,請回答相關(guān)的問題:
(Ⅰ)甲組同學采用如圖1所示的裝置,由斜槽和水平槽構(gòu)成.將復寫紙與白紙鋪在水平放的木板上,重垂線所指的位置為O.實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復上述操作多次,得到多個落點痕跡平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下,與b球發(fā)生對心正碰,碰后a球不被反彈.碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復這種操作多次得到多個落點痕跡平均位置M、N.
(1)若a球質(zhì)量為m1,半徑為r1;b球質(zhì)量為m2,半徑為r2.則
C
C

A.m1>m2 r1>r2    B.m1>m2 r1<r2
C.m1>m2 r1=r2     D.m1<m2 r1=r2
(2)以下提供的器材中,本實驗必需的有
AC
AC

A.刻度尺   B.打點計時器    C.天平   D.秒表
(3)設a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為(用m1、m2、OM、OP、ON表示)
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON

(Ⅱ)乙組同學誤將重錘丟失,為了繼續(xù)完成實驗則將板斜放,上端剛好在槽口拋出點,標記為O.板足夠長小球都能落在板上,如圖2,采用甲組同學相同的操作步驟完成實驗.
(4)對該組同學實驗的判斷正確的是
BD
BD

A.乙組同學無法完成驗證動量守恒定律
B.秒表也不是乙組同學的必需器材
C.乙組同學必須測量斜面傾角θ
D.圖2中N為b球碰后落點
(5)設a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON

(6)如果a,b球的碰撞是彈性碰撞,那么還應滿足的表達式為
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON
. (要求第(5)(6)結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示)  

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為了驗證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量),某同學選取了兩個材質(zhì)相同,體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進行實驗:
步驟1:在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣,以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體;
步驟2:安裝好實驗裝置如圖甲,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽,右端是長直水平槽,傾斜槽和水平槽由一小段弧連接,軌道槽被固定在水平桌面上,在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當遠處裝一臺數(shù)碼頻閃照相機;
步驟3:讓滑塊B靜置于水平槽的某處,滑塊A從斜槽某處由靜止釋放,同時開始頻閃拍攝,直到A、B停止運動,得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片;
步驟4:多次重復步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出來,將刻度尺緊靠照片放置,如圖乙所示.
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(1)由圖分析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置
 

①在P5、P6之間
②在P6
③在P6、P7之間
(2)為了探究碰撞中動量是否守恒,需要直接測量或讀取的物理量是
 

①A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1和m2
②滑塊A釋放時距桌面的高度
③頻閃照相的周期
④照片尺寸和實際尺寸的比例
⑤照片上測得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上測得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)
寫出驗證動量守恒的表達式
 

(3)請你寫出一條有利于提高實驗準確度或改進實驗原理的建議:
 

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為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律,某學習研究小組設計如圖1所示裝置進行實驗.
(1)為了測定整個過程電路產(chǎn)生的焦耳熱,需要知道螺線管線圈的電阻.用替代法測線圈電阻Rx的阻值可用如圖2所示電路,圖中R5為電阻箱(R5的最大阻值大于待測電阻尺Rx的阻值),S2為單刀雙擲開關(guān),R0為滑動變阻器.為了電路安全,測量前應將滑動變阻器的滑片P調(diào)至
a端
a端
,電阻箱R5阻值應調(diào)至
最大
最大
(選填“最大”或“最小”).閉合S1開始實驗,接下來有如下一些操作,合理的次序是
CABED
CABED
(選填字母代號):
A.慢慢移動滑片P使電流表指針變化至某一適當位置
B.將S2閉合在1端
C.將S2閉合在2端
D.記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E.調(diào)節(jié)電阻箱R5的值,使電流表指針指在與上一次指針位置相同
(2)按圖l所示裝置安裝實驗器材后,將質(zhì)量為0.50kg蠅的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放,利用打點計時器打出如圖3所示的紙帶.磁鐵下落過程中穿過空心的螺線管,螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路,用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到電阻兩端電壓與時間的U-t 圖,并轉(zhuǎn)換為U 2-t,如圖4所示.
①經(jīng)分析紙帶在打第14點時,條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠了,打第14點時磁鐵速度為
2.0
2.0
米/秒.0-14點過程中,磁鐵的機械能損失為
0.18
0.18
焦耳.
②若螺線管線圈的電阻是90fl,又從圖4中擴一‘圖線與時間軸所圍的面積約為103格,可以計算磁鐵穿過螺線管過程中,在回路中產(chǎn)生的總電熱是
0.10
0.10
焦耳.
③實驗結(jié)果機械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大,試分析其原因可能有
紙帶克服摩擦力做功;磁鐵克服空氣阻力做功;在電磁感應過程中存在電磁輻射.
紙帶克服摩擦力做功;磁鐵克服空氣阻力做功;在電磁感應過程中存在電磁輻射.

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為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律,某學習研究小組設計如圖1所示裝置進行實驗.
(1)為了測定整個過程電路產(chǎn)生的焦耳熱,需要知道螺線管線圈的電阻.用替代法測線圈電阻Rx的阻值可用如圖2所示電路,圖中R5為電阻箱(R5的最大阻值大于待測電阻尺Rx的阻值),S2為單刀雙擲開關(guān),R為滑動變阻器.為了電路安全,測量前應將滑動變阻器的滑片P調(diào)至______,電阻箱R5阻值應調(diào)至______(選填“最大”或“最小”).閉合S1開始實驗,接下來有如下一些操作,合理的次序是______(選填字母代號):
A.慢慢移動滑片P使電流表指針變化至某一適當位置
B.將S2閉合在1端
C.將S2閉合在2端
D.記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E.調(diào)節(jié)電阻箱R5的值,使電流表指針指在與上一次指針位置相同
(2)按圖l所示裝置安裝實驗器材后,將質(zhì)量為0.50kg蠅的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放,利用打點計時器打出如圖3所示的紙帶.磁鐵下落過程中穿過空心的螺線管,螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路,用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到電阻兩端電壓與時間的U-t 圖,并轉(zhuǎn)換為U 2-t,如圖4所示.
①經(jīng)分析紙帶在打第14點時,條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠了,打第14點時磁鐵速度為______米/秒.0-14點過程中,磁鐵的機械能損失為______焦耳.
②若螺線管線圈的電阻是90fl,又從圖4中擴一‘圖線與時間軸所圍的面積約為103格,可以計算磁鐵穿過螺線管過程中,在回路中產(chǎn)生的總電熱是______焦耳.
③實驗結(jié)果機械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大,試分析其原因可能有______.

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驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法:
(1)若實驗中所用重錘質(zhì)量m=1kg.打點紙帶如下圖所示.打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時重錘的速度為
0.59m/s
0.59m/s
,重錘的動能為
0.17J
0.17J
.從開始下落到B點,重錘的重力勢能減少量是
0.17J
0.17J
.因此可以得出的結(jié)論是.
在實驗誤差范圍內(nèi),重錘動能的增加等于重錘重力勢能的減少量
在實驗誤差范圍內(nèi),重錘動能的增加等于重錘重力勢能的減少量
(保留兩位小數(shù))
(2)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度V,量出下落與地距離h.則以
12
v2
為縱軸.以h為橫軸,畫出的圖象應是
一條過原點的傾斜的直線:直線斜率大小等于g
一條過原點的傾斜的直線:直線斜率大小等于g

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