题目内容
3.气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜,使滑块和导轨间的摩擦几乎为零,如图所示,让滑块从气垫导轨是某一高度下滑,滑块上的遮光片的宽度为△s,当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t,则庶光片通过光电门的平均速度为v=$\frac{△s}{△t}$(1)关于这个平均速度,有如下讨论:
A.这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B.理论上,遮光片宽度越窄,遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C.实验中所选遮光片并非越窄越好,还应考虑测量时间的精确度,遮光片太窄,时间测量精度就会降低,所测瞬时速度反而不准确
D.实验中,所选遮光片越宽越好,这样时间的测量较准,得到的瞬时速度将比较准确,这些讨论中,正确的是:BC;
(2)利用这一装置可验证机械能守桓定律.滑块和遮光片总质量记为M(kg),若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s,气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t,这一过程中:滑块减少的重力势能的表达式为:$\frac{Mghl}{{L}_{0}}$,滑块获得的动能表达式为:$\frac{1}{2}M(\frac{△s}{△t})^{2}$.
分析 (1)因为v=$\frac{△x}{△t}$是平均速度的计算公式,当时间△t极小时,可视为物体在该点的瞬时速度.
(2)根据重力势能的变化量与重力做功的关系求出重力势能的减少量,根据动能的表达式求出动能.
解答 解:(1)根据平均速度的计算公式v=$\frac{△x}{△t}$可知,当时间△t极小时,可视为物体在该点的瞬时速度,所以理论上,遮光片宽度越窄,遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度,但是遮光片太窄,时间测量精度就会降低,所测瞬时速度反而不准确,故BC正确,AD错误.
故选:BC.
(2)滑块减少的重力势能△EP=MgLsinθ=$\frac{Mghl}{{L}_{0}}$,到达光电门的速度:v=$\frac{△s}{△t}$,则滑块获得的动能$△{E}_{k}=\frac{1}{2}M{v}^{2}=\frac{1}{2}M(\frac{△s}{△t})^{2}$.
故答案为:(1)BC (2)$\frac{Mghl}{{L}_{0}}$,$\frac{1}{2}M(\frac{△s}{△t})^{2}$.
点评 本题的关键要从最基本的物理规律入手去解决,明确瞬时速度的求法和气垫导轨的作用原理.知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度.
练习册系列答案
相关题目
13.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点,若规定无穷远处的电势为零,则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( )
A. | q1与q2带同种电荷 | |
B. | A、N两点的电场强度大小为零 | |
C. | 从N点沿y轴正方向,电场强度大小先减小后增大 | |
D. | 将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功 |
14.在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有( )
A. | 把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来 | |
B. | 把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度 | |
C. | 接通电源,释放纸带 | |
D. | 用秒表测出重锤下落的时间 |
11.电磁泵是指处在磁场中的通电流体在电磁力作用下向一定方向流动的泵,如图所示是一电磁泵工作部分示意图,绝缘非磁性管道的横截面是长为a、宽为b的矩形,在管道内上、下管壁处各安装一个长为L的电极,通以电流I.当在垂直于管道和电流的方向加一个磁感应强度为B的匀强磁场时,电流受到的安培力就推动导电液体流动,已知导电液体稳定流动时所受阻力与流动速率成正比,即Ff=kv,则关于导电液体的流动方向和电磁泵的功率,下列说法正确的是( )
A. | 导电液体可能向左流动 | B. | 导电液体一定向右流动 | ||
C. | 电磁泵的功率为$\frac{{B}^{2}ab{I}^{2}}{k}$ | D. | 电磁泵的功率为$\frac{{B}^{2}{b}^{2}{I}^{2}}{k}$ |
8.如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直.一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下,则下列说法中正确的是( )
A. | 滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时要大 | |
B. | 滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等 | |
C. | 滑块经过最低点时的加速度比磁场不存在时要大 | |
D. | 滑块经过最低点时对轨道的压力与磁场不存在时相等 |
15.如图所示的平行板器件中电场强度E与磁感应强度B垂直,这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若一带正电(+q)的粒子以速度v从左边小孔射入恰沿着图中虚线路径通过这个速度选择器,则( )
A. | 若该粒子以速度v从右边射入仍能沿着图中虚线路径通过这个速度选择器 | |
B. | 若一带负电(-q)的粒子以速度v从右边射入也恰沿着图中虚线路径通过这个速度选择器 | |
C. | 若一带负电(-q)的粒子以速度v从左边射入也恰沿着图中虚线路径通过这个速度选择器 | |
D. | 若一带负电(-q)的粒子以速度v从左边射入将向上极板偏转 |
12.下列说法正确的是( )
A. | 伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去 | |
B. | 牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 | |
C. | 牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证 | |
D. | 国际单位制中,kg、m、N是三个基本单位 | |
E. | 根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$,当△t→0时,$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法 |