题目内容

【题目】为了验证机械能守恒定律，小明设计了如图甲所示的实验，将一长为的气垫导轨固定在一平台上，将一宽度为的遮光条固定在滑块上，经测量可知遮光条和滑块的总质量为，气垫导轨的顶端到平台的高度为，将一质量为的钩码通过质量不计的细线与滑块相连，并跨过图甲中的摩擦不计的定滑轮；将一光电门固定在气垫导轨上，光电门到顶端的距离为。将滑块由气垫导轨的顶端静止释放，滑块沿气垫导轨下滑，经测量遮光条的挡光时间为，重力加速度用表示。请回答下列问题：

(1)上述过程中滑块和钩码的重力势能减少了_________________，滑块和钩码的动能增加了_________________，如果在误差允许的范围内系统的机械能守恒，则关于的表达式为_________________；

(2)小明进行了多次操作，并将每次测量的实验数据记录在表中：

1

2

3

4

5

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39

建立如图乙所示的坐标系，请根据图表中的数据作出相应的函数图线_________________，并由图像求出该直线斜率的大小为_________________ 。（保留3位有效数字）

【答案】

【解析】

(1)[1]重力势能的减少量

[2]到达光电门时的速度为

动能的增加量

[3]若误差允许的范围内机械能守恒，则由可得

(2)[4]根据表格数据描作图如图所示

[5]利用图像可求得斜率为

练习册系列答案
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【题目】如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别是ra、rb，图中P点为单独释放a球的落点的平均位置，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置．

（1）本实验必须满足的条件是________．

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线水平

C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

D．入射球与被碰球满足ma＝mb，ra＝rb

（2）为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1，还需要测量的物理量有______、______(用相应的文字和字母表示)．

（3）如果动量守恒，需满足的关系式是__________(用装置图中的字母表示)．

【题目】如图所示，放置在真空中的三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°.在BC的延长线上有一单色点光源S，从S射出的一条光线从AC边上的D点(图中未画出)处射入棱镜中，经三棱镜折射后垂直于AB边射出．若S、D两点的距离为d，且光从光源S到D的传播时间与光在三棱镜中传播的时间相等．已知三棱镜的折射率，光在真空中的传播速度为c，求：

(1)从光源射出的光线与SB边的夹角；

(2)入射点D到顶点A点的距离．

【题目】如图所示,质量相同的A、B两质点,从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出,质点A在竖直平面内运动,落地点为P1,质点B沿光滑斜面运动,落地点为P2,并且P1和P2在同一水平地面内,不计空气阻力,则下列说法正确的是

A. 从抛出到落地,质点B的运动时间长

B. 从抛出到落地,质点A、B沿x轴方向的位移相同

C. 落地时质点A、B的速率相等

D. 落地时质点A的速率大

【题目】如图所示，用“碰撞实验器”：可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。

然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________。(填选项前的符号)

A．用天平测量两个小球的质量ml、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（3）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1:p1="____" :11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1: p2=11:_______。

实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为____________。（此问结果保留三位有效数字）

【题目】如图所示，小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度vA＝3m/s向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向夹角θ＝37°，设此时B的速度大小为vB (cos 37°＝0.8)，不计空气阻力，忽略绳与滑轮间摩擦，则( )

A. A不动时B对轻绳的拉力就是B的重力

B. 当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB＝2.4m/s

C. 当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB＝3.75m/s

D. B上升到滑轮前的过程中机械能增加

【题目】2016年9月15日,我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射。9月16日,天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨，变轨后在圆轨道Ⅱ上运行，如图所示。若天宫二号变轨前后质量不变，则下列说法正确的是( )

A. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于第一宇宙速度

B. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期

C. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度

D. 天宫二号在轨道Ⅰ运行时，机械能不变

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(1)释放B的瞬间，弹簧的压缩量和A与B的共同加速度；

(2)物体A的最大速度大小vm；

(3)将物体B改换成物体C，其他条件不变， A向上只能运动到弹簧原长，求物体C的质量M

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