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精英家教网如图所示,在斜面上有四条光滑细杆,其中OA杆竖直放置,0B杆与 0D杆等长,0C杆与斜面垂直放置,每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),四个环分别从0点由静止释放,沿OA、OB、0C、0D滑到斜面上所用的时间依次为t1、t2、t3、t4下列关系正确的是(  )
A、t1>t2B、t1=t3C、t2=t4D、t2<t4
分析:根据等时圆模型,可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同,故沿OA和OC滑到底的时间相同,OB不是一条完整的弦,时间最短,OD长度超过一条弦,时间最长.
解答:解:以OA为直径画园,根据等时圆模型,对小滑环,受重力和支持力,将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解,根据牛顿第二定律得小滑环做初速为零的匀加速直线运动的加速度为a=gcosθ(θ为杆与竖直方向的夹角)
由图中的直角三角形可知,小滑环的位移S=2Rcosθ
所以t=
2S
a
=
4Rcsoθ
gcosθ
=
4R
g
,t与θ无关,精英家教网
可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同,故沿OA和OC滑到底的时间相同,即t1=t3,OB不是一条完整的弦,时间最短,即t1>t2,OD长度超过一条弦,时间最长,即t2<t4
故选:ABD
点评:如果不假思考,套用结论,就会落入等时圆”的陷阱,要注意o点不是最高点,难度适中.
练习册系列答案
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精英家教网(Ⅰ)如图所示,在斜面上有一个滑块,在滑块中央装有一宽度为L挡光片.当滑块经过斜面上的B点时,装在斜面B点的光电计时器(图中没有画出)记录到挡光片经过B点的时间为△t,于是滑块中央在B点附近的瞬时速度vB就近似为
 

若滑块以加速度a 下滑,当挡光片的前端到达B点时,滑块的速度为v,挡光片(宽度不知) 经过B点的时间为△t.则滑块中央在B点附近的瞬时速度vB又可近似表达为
 
.但是,由于挡光片有一定的宽度,光电计时器记录到挡光片经过B点的时间不可能很小,所以上述的瞬时速度vB实质是
 
经过B点的平均速度.
现在再给你若干个宽度不等的挡光片(宽度已知).请简述你测量从斜面上A点滑下的滑块其中央到达B点的瞬时速度vB的一个实验方案.
 

为了提高实验的准确程度,在实验中要注意哪些事项.(至少写出一项)
 

(Ⅱ)在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中
(1)第一组同学利用如图a的实验装置测量,电压表应选择量程
 
(填“3V”或“15V”),实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为
 
Ω.( 电压表、电流表均为理想电表)
(2)第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示,则根据图象可知,电池的电动势为
 
V,内阻为
 
Ω
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