15.研究小組通過分析、研究發(fā)現(xiàn)彈簧系統(tǒng)的彈性勢能EP與彈簧形變量x的關(guān)系為EP=Cxn(C為與彈簧本身性質(zhì)有關(guān)的已知常量),為了進(jìn)一步探究n的數(shù)值,通常采用取對數(shù)作函數(shù)圖象的方法來確定.為此設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置.L型長直平板一端放在水平桌面上,另一端放置在木塊P上,實驗開始時,移動木塊P到某一位置,使小車可以在斜面上做勻速直線運動,彈簧一端固定在平板上端,在平板上標(biāo)出彈簧未形變時另一端位置O和另一位置A,A點處放置一光電門,用光電計時器記錄小車通過光電門時擋光的時間.

(1)研究小組某同學(xué)建議按以下步驟采集實驗數(shù)據(jù),以便作出lgv與lgx的函數(shù)圖象關(guān)系:
A.用游標(biāo)卡尺測出小車的擋光長度d
B.用天平稱出小車質(zhì)量m
C.用刻度尺分別測出OA距離L,O到桌面高度h1,A到桌面的高度h2
D.將小車壓縮彈簧一段距離,用刻度尺量出彈簧壓縮量x,讓小車由靜止釋放,光電計時器讀出小車通過光電門的擋光時間t
E.改變小車壓縮彈簧的距離,重復(fù)D
根據(jù)實驗?zāi)康,你認(rèn)為以上實驗步驟必須的是ABDE.
(2)若小車擋光長度為d,通過光電門的擋光時間為t,則小車過A點的速度v=$\fracky4aygo{t}$.
(3)取lgv為縱坐標(biāo),lgx為橫坐標(biāo),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點畫出圖線如圖2所示,已知該直線與縱軸交點的坐標(biāo)為(0,a),與橫軸的交點的坐標(biāo)為(-b,0),由圖可知,n=$\frac{2a}$.

分析 (1)平衡摩擦力后,小車巧好勻速直線運動,彈性勢能的減小量等于小車動能的增加量,故需要測量小車的質(zhì)量、小車的速度,同時要改變行變量多次測量以便作圖象;
(2)小車做勻速直線運動,故可以用平均速度代替瞬時速度;
(3)根據(jù)彈性勢能的減小量等于動能增加量列式,然后結(jié)合對函數(shù)的知識求解.

解答 解:(1)平衡摩擦力后,小車巧好勻速直線運動,故此后彈性勢能的減小量等于小車動能的增加量$\frac{1}{2}$mv2;
故需要測量小車的質(zhì)量、小車的速度,同時要改變行變量多次測量以便作圖象;
速度等于位移處于時間;
故選:ABDE;
(2)小車做勻速直線運動,故可以用平均速度代替瞬時速度,故v=$\fracmyqsyoc{t}$;
(3)彈性勢能的減小量等于動能增加量,即
Cxn=$\frac{1}{2}$mv2
lg(Cxn)=lg($\frac{1}{2}$mv2
化解得到
lgv=$\frac{n}{2}$lgx+$\frac{1}{2}$(lgC+lg2-lgm)
斜率$\frac{n}{2}$=$\frac{a}$;
解得n=$\frac{2a}$;
故答案為:(1)ABDE;(2)$\frace62yqew{t}$;(3)$\frac{2a}$

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理,知道彈性勢能的減小量等于動能的增加量,結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行求解.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.為了探究額定電壓為6V,額定功率為9W的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系,提供了如下的實驗器材:
A.電壓表V1(0~2V,內(nèi)阻2kΩ)
B.電壓表V2(0~15V,內(nèi)阻15kΩ)
C.電流表A(0~2A,內(nèi)阻約1Ω)
D.定值電阻R1=4kΩ
E.定值電阻R2=16kΩ
F.滑動變阻器R(0-15Ω,2A)
G.學(xué)生電源(直流9V,內(nèi)阻不計)
H.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為了減小實驗誤差,電壓表應(yīng)選用A,定值電阻應(yīng)選用D(均用序號字母填寫);
(2)在探究功率與電壓的關(guān)系時,要求電壓從零開始調(diào)節(jié),并且多次測量,在圖1中畫出滿足要求的電路圖;
(3)根據(jù)設(shè)計的電路圖,寫出電壓表讀數(shù)UV與小燈泡兩端電壓U的關(guān)系3UV.若小燈泡的電功率為P,則關(guān)系圖線可能正確的是D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域位于正方形ABCD的中心,圓形區(qū)域內(nèi)、外有垂直紙面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子以速率v0沿紙面從M點平行于AB邊沿半徑方向射入圓形磁場,在圓形磁場中轉(zhuǎn)過90°從N點射出,且恰好沒射出正方形磁場區(qū)域,粒子重力不計,求:
(1)磁場的磁感應(yīng)強度B
(2)正方形區(qū)域的邊長
(3)粒子再次回到M點所用的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖,有A、B兩個完全相同的小球并排放在傾角為30°的固定斜面上,B球被豎直擋板擋住,不計一切摩擦,則A、B之間的作用力與豎直擋板對B的作用力之比為( 。
A.$\frac{\sqrt{3}}{2}$B.$\frac{\sqrt{3}}{3}$C.$\frac{\sqrt{3}}{4}$D.$\frac{\sqrt{3}}{6}$

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10.一按正弦規(guī)律變化的交流電的圖象如圖所示,根據(jù)圖象可知下列幾個選項中錯誤的是( 。
A.該交流電電壓的有效值是14.1V
B.該交流電的電壓瞬時值表達(dá)式是u=20sin0.02t (V)
C.在t=$\frac{T}{8}$(T為交流電的周期)時,該電壓的大小與其有效值相等
D.使用這個交流電的用電器,每通過1C的電量時,電流做了14.1J的功

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20.如圖所示,曲線OAB與X軸所圍區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場,曲線OAB上的各點坐標(biāo)滿足方程y=0.2sin$\frac{10π}{3}$x(m),磁感應(yīng)強度B=0.2T,矩形金屬線框邊長lad=0.2m,lad=0.3m,電阻R=0.1Ω,線框在拉力F的作用下,以u=10m/s的速度水平向右勻速運動,則下列判斷正確的是( 。
A.線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向
B.線框中的最大感應(yīng)電流為4A
C.線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功為0.048J
D.線框向右運動0.3m的過程中,通過線框某一截面的電荷量為0.12C

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7.如圖所示,沿x軸正方向傳播的一列簡諧機(jī)械波在某時刻的波形圖為一正弦曲線,其波速為100m/s,下列說法中正確的是(  )
A.圖示時刻后極短時間內(nèi)質(zhì)點b的加速度一定減小
B.該波的波長為4m
C.該波的周期為0.05s
D.若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則另一列波的頻率為25Hz

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4.如圖所示,光滑的水平面上有兩塊完全相同的足夠長的木板A和B,在B的右端有一個可以看做 質(zhì)點的小鐵塊C,三者的質(zhì)量都為與A、B間的動摩擦因數(shù)都為μ,A、B、C開始都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn) 使A以速度v0向右運動并與B相碰,撞擊時間極短,碰后A、B粘在一起運動,而小鐵塊C可以在A、B上滑動,重力加速度為求:
①A與B碰后的瞬間A、B和C的速度.
②小鐵塊C最終相對木板B滑動的距離.

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5.用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上.小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示.對上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法不正確的是( 。
A.摩擦使筆套帶電
B.筆套靠近圓環(huán)時,圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷
C.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
D.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力

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