10.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)($\frac{d}{△t}$)2 (已知重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:a=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$(还要用到M和g).
②a的值会趋于重力加速度g.
9.气垫导轨装置如图1所示,由导轨、滑块、挡光条、光电门等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔.向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上(图2),这样可忽略滑块所受的摩擦力

用数字计时器测量滑块通过光电门的时间,从而计算滑块通过光电门时的速度.测量时,在滑块上插一块挡光条,如图3所示.挡光条前沿经过光电门时开始计时,后沿经过光电门时计时停止,计时器上显示的就是滑块发生位移l所用的时间.
如图4所示,某同学用一端安装有光电门的上述气垫导轨AB做验证机械能守恒定律的实验.当光电门中有物体通过时与之连接的数字计时器(图中未画出)能够显示挡光时间.实验中,B端放在水平桌面上,而A端用完全相同的小木块垫高,将滑块自A端由静止释放,由数字计时器记录挡光时间.通过调整A端所垫小木块的数量,改变下落高度,再重复做实验,已知挡光条长度为4.00cm.
(1)A端所有小木块的高度之和即为滑块滑动过程中下落的高度.用游标卡尺测量其中一块小木块的高度如图5,其读数为2.06cm.
(2)某次实验中,滑块通过光电门时,数字计时器显示挡光时间为2×10-2S,则小滑块通过光电门的速度为2m/s.
(3)根据实验中测量的速度v,滑块下落的高度h,做出$\frac{{v}^{2}}{2}$随下落的高度h变化的图象,下列各图中(图6)正确的是:C
(4)若滑块是从C点由静止释放的,还想完成验证机械能守恒定律实验.必须测量下列哪些物理量AC或AD
A.数字计时器显示的挡光时间B.滑块的质量
C. BC两点的高度差D.AB和BC的长度,所有小木块的高度.
7.利用图(a)装置做“验证机械能守恒定律”实验.

(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的A.
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,其原因是C.
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式v=$\sqrt{2gh}$计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法              
(3)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz、40Hz和50Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示.
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其它题给条件进行推算.
①若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,设重物的质量为m,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为$\frac{1}{2}$(s1+s2)f,打出C点时重物下落的动能大小为$\frac{1}{8}m({s}_{2}+{s}_{3})^{2}{f}^{2}$,重物下落的加速度大小为$({s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}$.
②已测得s1=8.89cm,s2=9.95cm,s3=11.02cm;当重力加速度g大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 k倍,设k=2%.由此,可推导出交流电的频率f的表达式为$f=\sqrt{\frac{2(1-k)g}{{s}_{3}-{s}_{1}}}$(用给定的字母表示),代人数值推算出频率为30 Hz.
 0  132957  132965  132971  132975  132981  132983  132987  132993  132995  133001  133007  133011  133013  133017  133023  133025  133031  133035  133037  133041  133043  133047  133049  133051  133052  133053  133055  133056  133057  133059  133061  133065  133067  133071  133073  133077  133083  133085  133091  133095  133097  133101  133107  133113  133115  133121  133125  133127  133133  133137  133143  133151  176998 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网