题目内容

25.(18分) (注意:在试题卷上作答无效)

如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面向的动摩擦因数为u,重力加速度为g.设碰撞时间极短,求

(1)  工人的推力;

(2)  三个木箱均速运动的速度;

(3)  在第一次碰撞中损失的机械能。

答案(1)

(2)

(3)

【解析】(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有

(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,加速度根据运动学公式或动能定理有,碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3

从V2到V3的加速度为,根据运动学公式有,得,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.

(3)设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得.

练习册系列答案
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精英家教网(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列的说法正确的是:
 

A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件不变时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.选纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
②按图a所示安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图b所示.图中O点为为打点起始点(速度为零).选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=
 
,动能的增加量△Ek=
 
( 用题中所给字母表示 ).
(2)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别约为0.1Ω和1kΩ,如图所示为所需的器材.
①在方框内画出实验电路图精英家教网
②把器材连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.
③一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线.精英家教网
④根据图线求出电池的电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω.
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05
⑤这位同学对以上实验进行了误差分析.其中正确的是
 

A、实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B、实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C、实验测出的电动势小于真实值
D、实验测出的内阻大于真实值.

(18分)(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其正确的是(    )

A.拉橡皮条的细绳要长些

B.两根绳必须等长

C.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

D.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

(2)某同学在验证牛顿第二定律的实验中,实验装置如图所示.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,细线上挂适当的钩码,释放小车后,小车做匀加速运动,与小车相连的纸带上被打出一系列小点.

①下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=        m/s2 (保留两位有效数字),计数点2对应的速度大小v2=      m/s (保留两位有效数字).

②实验中,该同学测出拉力F(钩码重力)和小车质量M,根据计算出加速度.发现绝大多数情况下,根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大.若该同学实验操作过程没有错误,试分析其原因.(至少写两点)________________________________

③另一同学在完成同样的实验时,每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码,利用纸带测出每次小车的加速度,如果小车质量为100g,细绳质量可忽略,则下列曲线最适合描述小车加速度随着吊挂砝码个数变化的是(    )

 

 (18分)(1)①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图甲所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下几项中必须注意的是

A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为___N/m

(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:(如有计算,结果保留二位有效数字)

①打点计时器应接____(填交流或直流)电源。

②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏_____;

③如图乙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小___m/S2

④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a  F图象,则小车和砧码的总质量M为_________,其图像不过原点的原因是______。

 

(18分)(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其正确的是(    )

A.拉橡皮条的细绳要长些

B.两根绳必须等长

C.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

D.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

(2)某同学在验证牛顿第二定律的实验中,实验装置如图所示.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,细线上挂适当的钩码,释放小车后,小车做匀加速运动,与小车相连的纸带上被打出一系列小点.

①下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=         m/s2 (保留两位有效数字),计数点2对应的速度大小v2=       m/s (保留两位有效数字).

②实验中,该同学测出拉力F(钩码重力)和小车质量M,根据计算出加速度.发现绝大多数情况下,根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大.若该同学实验操作过程没有错误,试分析其原因.(至少写两点)________________________________

③另一同学在完成同样的实验时,每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码,利用纸带测出每次小车的加速度,如果小车质量为100g,细绳质量可忽略,则下列曲线最适合描述小车加速度随着吊挂砝码个数变化的是(    )

 

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