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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2。实验小组选出的一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。打点计时器的打点周期T=0.02s。
(1)要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有___________。(填写字母代号)
A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.交流电源
(2)为了验证机械能守恒的规律,我们需要证明的表达式为(请根据题目已知和图乙中测量量的符号写出表达式)__________________。
(3)实验中由于阻力的存在,预计在此实验中重力势能的减少量应该_____________动能的增加量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)进一步测得图乙中h1=12.01cm,h2=7.14cm,h3=8.71cm。若重锤的质量为0.10kg,根据以上数据可知:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J,此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。(计算结果保留3位有效数字)
(5)根据计算结果分析,该实验小组在做实验时可能出现的问题是 。
如图甲所示,MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场.现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场方向垂直,且bc边与磁场边界MN重合.当t=0时,对线框施加一水平拉力F,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t=t0时,线框的ad边与磁场边界MN重合.图乙为拉力F随时间t变化的图线.由以上条件可知,磁场的磁感应强度B的大小及t0时刻线框的速率v为
A.B=
B.B=
C.
D.
如图甲所示,间距为L、足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成角,下端M、P之间连接有电流传感器和阻值为R的定值电阻.导轨上垂直停放一质量为m、电阻为r的金属杆ab.ab与导轨接触良好,整个装置处于磁感应强度方向垂直导轨平面向下、大小为B的匀强磁场中.在t=0时刻,用一沿斜面向上的力向上拉金属杆ab,使之由静止开始斜向上做直线运动,电流传感器将通过R的电流i即时采集并输入电脑,可获得电流i随时间t变化的关系图线,设图乙中的I1和t1为已知数.电流传感器和导轨的电阻及空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为g.
(1)若电流i随时间t变化的关系如图乙所示,求任意t时刻杆ab的速度v;
(2)判断杆ab的运动性质,并求任意t时刻斜向上拉力的功率P的大小.