【題目】將一個(gè)力傳感器通過(guò)數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)上,就可以實(shí)時(shí)顯示快速變化的力并用圖象的形式呈現(xiàn)出來(lái).一質(zhì)量為m的小球用一條長(zhǎng)度為l的輕繩連接,繩的另一端固定在力傳感器上.將小球拉起至輕繩與豎直方向的夾角為θ時(shí)由靜止釋放,小球在豎直面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)(如圖甲所示),不計(jì)空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2.
(1)求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度v及所受輕繩的拉力大小F1;
(2)由靜止釋放時(shí)輕繩的拉力F2大小為多少?
(3)若用力傳感器測(cè)得繩子對(duì)懸點(diǎn)的拉力隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示,則繩子的最大偏角θ為多大?
【答案】(1) (2) (3) θ=53°
【解析】
(1)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:mgl(1-)=m
在最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有:F1-mg=m
可解得小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度:v=
輕繩的拉力F1=
(2)由靜止釋放時(shí)小球的加速度為0,沿繩方向故F2=
(3)設(shè)小球的質(zhì)量為m,繩子長(zhǎng)度為l,繩子拉力的最小值和最大值各為F1和F2
小球擺動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),繩子拉力最小:F1=mgcos
小球擺動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),繩子拉力最大:F2-mg=m
擺動(dòng)過(guò)程小球的機(jī)械能守恒:mgl(1-)=m
其中由力的圖像知F1=1.0N,F(xiàn)2=3.0N.
由以上各式解得cos=,所以繩子的最大偏角為θ=53°
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一支隊(duì)伍沿平直的公路勻速前進(jìn),其速度的大小為v1,隊(duì)伍全長(zhǎng)為L。一個(gè)通訊兵從隊(duì)尾以速度v2(v2>v1)趕到隊(duì)前然后立即原速返回隊(duì)尾,求這個(gè)過(guò)程中通信兵通過(guò)的路程和位移。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,如圖為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,若電源頻率為50Hz,則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為____________,根據(jù)紙帶可以求出打C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為 vC =__________m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a =_____m/s2 (v和a均保留兩位有效數(shù)字) .若交流電的頻率變?yōu)?/span>51Hz而未被發(fā)覺(jué),則測(cè)得的小車的速度值與真實(shí)值比較將偏________.(選填“大”或“小”)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說(shuō)法說(shuō)法正確的是
A. M帶負(fù)電荷,N帶正電荷
B. M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能
C. N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能
D. N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角可調(diào)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示,其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出。
①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A. 測(cè)量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶。
B. 接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車。
C. 將小車?吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連。
D. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過(guò)限位孔。
上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:____________________(用字母填寫(xiě))。
②圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=_________s。
③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=_________。
④為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=_________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定.小球從彈簧的正上方某一高度處由靜止下落,不計(jì)空氣阻力,則從小球接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過(guò)程中( )
A. 小球的動(dòng)能一直減小 B. 小球的機(jī)械能守恒
C. 小球的重力勢(shì)能先減小后增大 D. 彈簧的彈性勢(shì)能一直增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,用光電門(mén)測(cè)定擺錘在某一位置的瞬時(shí)速度,從而求得擺錘在該位置的動(dòng)能,同時(shí)輸入擺錘的高度(實(shí)驗(yàn)中A、B、C、D四點(diǎn)高度分別為0.150m、0.100 m、0.050 m、0.000 m,已由計(jì)算機(jī)默認(rèn)),求得擺錘在該位置的重力勢(shì)能,進(jìn)而研究勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化時(shí)的規(guī)律。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),把________點(diǎn)作為零勢(shì)能點(diǎn)。
(2)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得D點(diǎn)的機(jī)械能明顯偏小,造成該誤差的原因可能是(__________)
A.擺錘在運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力的影響 B.光電門(mén)放在D點(diǎn)的右側(cè)
C.光電門(mén)放在D點(diǎn)的左側(cè) D.擺錘在A點(diǎn)釋放時(shí)有初速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在豎直平面內(nèi)有一條光滑彎曲軌道,一個(gè)小環(huán)套在軌道上,從3.0m的高處無(wú)初速度釋放.軌道上各個(gè)高點(diǎn)的高度如圖所示.則第___高點(diǎn)是小環(huán)不可超越的;小環(huán)隨后將如何運(yùn)動(dòng)?_______________________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的均勻正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上,其cd邊右側(cè)緊鄰兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為L(zhǎng)、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)使線框以速度v0勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,從開(kāi)始進(jìn)入,到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,下列圖線能定性反映線框中的感應(yīng)電流(以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?/span>)和a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化關(guān)系的是
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