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    題目列表(包括答案和解析)

    (10分).在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲。游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示。斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道(圓心為O)相連,AB、EF分別與圓O相切于B、E點,C為軌道的最低點,斜軌AB傾角為37°。質量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放,先后經B、C、D、EF點落入小框。(整個裝置的軌道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

     (1)小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大。

     (2)要使小球在運動的全過程中不脫離軌道,A點距離最低點的豎直高度h至少多高及在C點時小球對軌道的壓力?

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    .在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當?shù)刂亓铀俣?i>g=9.80 m/s2,測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、BC、D作為測量的點.經測量知道AB、CD各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據以上數(shù)據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于________ J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).

    【解析】:根據測量數(shù)據,重物從O點運動到C點下落的高度h=0.7776 m,故重力勢能減

    少量

    ΔEpmgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J

    重物動能的增加量ΔEkmvC2mv02

    根據實驗情況,重物在O點的速度v0=0,C點的速度vC等于重物從B點到D點這一

    段時間Δt=2× s內的平均速度.由實驗數(shù)據可得

    vC== m/s=3.8875 m/s

    重物的動能增加量

    ΔEkmvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.

     

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    .在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當?shù)刂亓铀俣?i>g=9.80 m/s2,測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、BC、D作為測量的點.經測量知道A、BC、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據以上數(shù)據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于________ J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).

    【解析】:根據測量數(shù)據,重物從O點運動到C點下落的高度h=0.7776 m,故重力勢能減

    少量

    ΔEpmgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J

    重物動能的增加量ΔEkmvC2mv02

    根據實驗情況,重物在O點的速度v0=0,C點的速度vC等于重物從B點到D點這一

    段時間Δt=2× s內的平均速度.由實驗數(shù)據可得

    vC== m/s=3.8875 m/s

    重物的動能增加量

    ΔEkmvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.

     

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    I.利用圖(a)實驗可粗略測量人吹氣產生的壓強.兩端開口的細玻璃管水平放置,管內塞有潮濕小棉球,實驗者從玻璃管的一端A吹氣,棉球從另一端B飛出,測得玻璃管內部截面積S,距地面高度h,棉球質量m,開始時的靜止位置與管口B的距離x,落地點C與管口B的水平距離l.然后多次改x,測出對應l,畫l2-x關系圖線,如圖(b)所示,并由此得出相應的斜k.精英家教網
    (1)若不計棉球在空中運動時的空氣阻力,根據以上測得的物理量可得,棉球從B端飛出的速 v0=
     

    (2)假設實驗者吹氣能保持玻璃管內氣體壓強始終為恒定值.不計棉球與管壁的摩擦,重力加速g,大氣壓強p0均為已知,利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得,管內氣體壓強P=
     

    (3)考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦,則(2)中得到的P與實際壓強相比
     
    (填偏大、偏。
    II.用圖(c)所示的電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻.電池的內阻較小,為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護作用.除電池、開關和導線外,可供使用的實驗器材還有:
    (a)電流表(量程0.6A、3A);
    (b)電壓表(量程3V、15V)
    (c)定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)
    (d)定值電阻(阻值10Ω,額定功率l0W)
    (e)滑動變阻器(陰值范圍0一l0Ω、額定電流2A)
    (f)滑動變阻器(阻值范圍0-100Ω、額定電流1A)
    那么
    (1)要正確完成實驗,電壓表的量程應選擇O一
     
    V,電流表的量程應選擇O-
     
    A;定值電阻應選擇
     
    (填代表符號),滑動變阻器應選擇
     
    (填代表符號).
    (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是
     

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    I.利用圖(a)實驗可粗略測量人吹氣產生的壓強.兩端開口的細玻璃管水平放置,管內塞有潮濕小棉球,實驗者從玻璃管的一端A吹氣,棉球從另一端B飛出,測得玻璃管內部截面積S,距地面高度h,棉球質量m,開始時的靜止位置與管口B的距離x,落地點C與管口B的水平距離l.然后多次改x,測出對應l,畫l2-x關系圖線,如圖(b)所示,并由此得出相應的斜k.
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    (1)若不計棉球在空中運動時的空氣阻力,根據以上測得的物理量可得,棉球從B端飛出的速 v0=______.
    (2)假設實驗者吹氣能保持玻璃管內氣體壓強始終為恒定值.不計棉球與管壁的摩擦,重力加速g,大氣壓強p0均為已知,利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得,管內氣體壓強P=______.
    (3)考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦,則(2)中得到的P與實際壓強相比______(填偏大、偏小).
    II.用圖(c)所示的電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻.電池的內阻較小,為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護作用.除電池、開關和導線外,可供使用的實驗器材還有:
    (a)電流表(量程0.6A、3A);
    (b)電壓表(量程3V、15V)
    (c)定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)
    (d)定值電阻(阻值10Ω,額定功率l0W)
    (e)滑動變阻器(陰值范圍0一l0Ω、額定電流2A)
    (f)滑動變阻器(阻值范圍0-100Ω、額定電流1A)
    那么
    (1)要正確完成實驗,電壓表的量程應選擇O一______V,電流表的量程應選擇O-______A;定值電阻應選擇______(填代表符號),滑動變阻器應選擇______(填代表符號).
    (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是______.

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    一、選擇題

    1.C    2.ABC   3.ABC   4.A   5.BD   6.ABD   7.AD   8.AB   9.D        

    10.B   11.D     12.D

    二.填空題

    13.20.3           0.520

    14.(1)0.72        (2)0.80     (3)偏小

    15

    16. 0.5        18.75

    三.計算題

    :17.對B而言,做減速運動則

    由,vt=v0+at得:

    tB=2s,

    所以B運動2s后就靜止了.

    sB=4m.

    又因為A、B相距7m,所以A追上B共走了

    sA=7m+4m=11m,

    由s=vt得

    )

    18.【解析】以小球為研究對象,分析其受力情況:小球受重力、斜面支持力及洛倫茲力作用.沿斜面方向上,有mgsinθ=ma

    在垂直于斜面方向上,有FN+Ff=mgcosθ

    由Ff=qυB,知Ff隨著小球運動速度的增大而增大.當Ff增大到使FN=0時,小球將脫離斜面

    此時Ff=qυmB=mgcosθ.

    所以:υm,此即為小球在斜面上運動速度的最大值.

    所以:小球在斜面上滑行的速度范圍是0≤υ≤

    小球在斜面上勻加速運動的最大距離為s=

    19.

     

     

     

     

     

    (1)   對B有s=a1t2       ∴a1=

    (2)   對B受力分析由牛頓第二定律的F-f=mB?a1⇒f=45N

                  

    ∴vA=aA?t=4.5m/s

    (3)   ∆S=SB-SA=5-aA?t2=0.5m

     

    20

    解:(1)小球由A→B過程中,根據機械能守恒定律有:

                                                                         ①                                                                                 ②                   

    小球在B點時,根據向心力公式有;

                                                                  ③                     

                                                                                 

    根據牛頓第三定律,小球對軌道的壓力大小等于軌道對小球的支持力,為3mg

    (2)小球由B→C過程,

    水平方向有:s=vB?t                                                         ④                       

    豎直方向有:                                              ⑤                       

     解②④⑤得                             

     

     


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