1、简答题 利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.从某时刻计时,打印后的纸带如图所示,纸带中AB、BC、CD…每两点之间的时间间隔为0.10s,数据如表格所示.
间隔 | AB | BC | CD | DE | EF | FG | GH | HI | IJ | JK 间距(cm) 5.0 10.0 15.0 20.0 20.0 20.0 20.0 17.0 8.0 4.0
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(1)AD段的加速度为______m/s2,AK?段的平均速度为______m/s.
(2)绘出卷帘窗运动的v-t图线.
参考答案:(1)根据△x=aT2得,aAD=0.050.12=5m/s2,AK段的总位移为139cm=1.39m,则平均速度.v=x10T=1.391m/s=1.39m/s.
(2)在速度-时间图象中描出个时刻的速度,连线时注意能连到同一直线上的点应用直尺连到直线上,明显不在同一直线点尽量用平滑曲线连
接;如图所示.
故答案为:(1)aAD=5m/s2,vAK=1.39m/s
(2)如图所示.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电.现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则
A.甲球的释放位置比乙球的高
B.运动过程中三个小球的机械能均保持不变
C.经过最高点时,三个小球的速度相等
D.经过最高点时,甲球的速度最小
参考答案:AB
本题解析:试题分析:在整个过程中,洛伦兹力不做功,机械能守恒,所以A正确;甲球的速度最大,因机械能守恒,故甲球释放时的高度最高,所以A正确;在最高点时,甲球受洛伦兹力向下,乙球受的洛伦兹力向上,而丙球不受洛伦兹力,即三球在最高点所受合力不同,根据牛顿第二定律和圆周运动公式可知,故三球的速度不相等,甲球最大,所以C错误、D正确。
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、机械能守恒
本题难度:一般
3、简答题 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:
(1)纸带的______端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)根据图上所得的数据,从O点到B点,重物重力势能减少量△EP=______J,动能增加量△EK=______J;(结果取3位有效数字)
(3)实验的结论是______.
参考答案:①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点,速度为0,重物自由下落,初速度为0,所以应该先打出0点,而与重物相连的纸带在下端,应该先打点.所以纸带的左端应与重物相连.
②重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J.
利用匀变速直线运动的推论:vB=XACtAC=23.23-15.552×0.02×10-2=1.92m/s
?EkB=12mv2B=12×1.922J=1.84J.
③通过计算可知动能的增加量略小于重力势能的减小量,其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功.所以可以得出结论:在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒
故答案为:(1)左?(2)1.88;?1.84?(3)在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒.
本题解析:
本题难度:一般
4、实验题 用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,打点频率为50Hz。(已知当地的重力加速度g=10.00m/s2,结果保留两位有效数字),则
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=____________m/s;
(2)在0-5过程中系统动能的增量△Ek=_____________J,系统势能的减少量△Ep=__________J;由此得出的结论是:_________________________________________。
参考答案:(1)2.4
(2)0.58;0.60;在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_____________。(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度_____________。
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是_____________。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F =_____________。
参考答案:(1)BCD
(2)
(3)重锤的质量m,或
本题解析:
本题难度:一般