摘要:W=Ep=1.1×104J
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质量m=50kg的运动员,在一座高桥上做“蹦极”运动.他所用的弹性绳的劲度系数k=62.5N/m,自然长度为l=12m,弹性绳中的弹力与弹性绳的伸长量遵循胡克定律,设在整个运动过程中弹性绳都在弹性限度内.运动员从桥面上由静止自由下落,下落到最低点时(仍在空中),绳的弹性势能Ep=2×104J.不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)运动员下落的距离h为多少时达到最大速度.
(2)运动员到达最低点时的加速度a.
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(1)运动员下落的距离h为多少时达到最大速度.
(2)运动员到达最低点时的加速度a.
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1.03
1.03
J;此过程中物体动能的增量△EK=0.98
0.98
J.(1)打A点时,重锤下落的速度为vA=
1.30m/s
1.30m/s
,重锤的动能EkA=0.845J
0.845J
;(2)打F点时,重锤下落的速度为vF=
2.28m/s
2.28m/s
,重锤的动能EkF=2.60J
2.60J
;(3)从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△EP=
1.781J
1.781J
,动能的增加量为△Ek=1.755J
1.755J
;(4)根据纸带提供的数据计算,在误差允许的范围内,重锤从打点计时器打A开始到打出F点的过程中,得到的结论是
△Ep=△Ek,即重锤下落过程机械能守恒
△Ep=△Ek,即重锤下落过程机械能守恒
.(1)纸带的
左
左
端与重物相连.(填“左”或“右”)(2)打点计时器打下B、E两点时的瞬时速度分别为vB=
1.50
1.50
m/s、vE=2.08
2.08
m/s(均保留三位有效数字).(3)从打下B点到打下E点的过程中重力势能减少量△EP=
1.05
1.05
J,此过程中重物的动能增量△Ek=1.04
1.04
J(均保留三位有效数字).(4)通过计算会发现,数值上△EP
>
>
△Ek(填“>”或“=”或“<”),这是因为实验中克服阻力做功,损失机械能
实验中克服阻力做功,损失机械能
.(1)某同学用如图1所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验:

①先测出可视为质点的两材质相同滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ.
②用细线将滑块A、B连接,使A、B间的轻弹簧处于压缩状态,滑块B恰好紧靠桌边.
③剪断细线,测出滑块B做平拋运动的水平位移x1,滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面).
为验证动量守恒定律,写出还需测量的物理量及表示它们的字母
(2)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究功和动能变化的关系,如图2所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.
(Ⅰ)实验中木板略微倾斜,这样做目的是
A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D.可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动
(Ⅱ)实验主要步骤如下:
①测量
②将小车停在C点,接通电源,
③在小车中增加砝码,或增加钩码个数,重复②的操作.
(Ⅲ)下表是他们测得的一组数据,其中M1是传感器与小车及小车中砝码质量之和,|v
-v
|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是拉力F在A、B间所做的功.表格中△E3=
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①先测出可视为质点的两材质相同滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ.
②用细线将滑块A、B连接,使A、B间的轻弹簧处于压缩状态,滑块B恰好紧靠桌边.
③剪断细线,测出滑块B做平拋运动的水平位移x1,滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面).
为验证动量守恒定律,写出还需测量的物理量及表示它们的字母
物体B下落的高度h
物体B下落的高度h
;如果动量守恒,需要满足的关系式为Mx1
═m
|
| 2gμx2 |
Mx1
═m
.
|
| 2gμx2 |
(2)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究功和动能变化的关系,如图2所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.
(Ⅰ)实验中木板略微倾斜,这样做目的是
CD
CD
.A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D.可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动
(Ⅱ)实验主要步骤如下:
①测量
小车、砝码
小车、砝码
和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路.②将小车停在C点,接通电源,
静止释放小车
静止释放小车
,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.③在小车中增加砝码,或增加钩码个数,重复②的操作.
(Ⅲ)下表是他们测得的一组数据,其中M1是传感器与小车及小车中砝码质量之和,|v
2 2 |
2 1 |
0.600
0.600
,W3=0.610
0.610
(结果保留三位有效数字).| 次数 | M1/kg | |v
|
△E/J | F/N | W/J | ||||
| 1 | 0.500 | 0.760 | 0.190 | 0.400 | 0.200 | ||||
| 2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.840 | 0.420 | ||||
| 3 | 0.500 | 2.40 | △E3 | 1.220 | W3 | ||||
| 4 | 1.000 | 2.40 | 1.20 | 2.420 | 1.21 | ||||
| 5 | 1.000 | 2.84 | 1.42 | 2.860 | 1.43 |