如图所示,平行的光滑金属导轨间距为L,导轨平面与水平面成α角,导轨下端接有阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab处于导轨上与轻弹簧相连,弹簧劲度系数为k,上端固定,弹簧与导轨平面平行,整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.开始时杆静止,现给杆一个大小为v0的初速度使杆沿导轨向下运动.运动至速度为零后,杆又沿导轨平面向上运动,运动过程的最大速度大小为v1,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动……一直往复运动到静止.导轨与金属细杆的电阻均可忽略不计,重力加速度为g.试求:
(1)细杆获得初速度瞬间,通过回路的电流大小;
(2)当杆向上速度达到v1时,杆离最初静止时位置的距离L1;
(3)杆由初速度v0开始运动直到最后静止,电阻R上产生的焦耳热Q.
在验证“机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率是50 Hz,用质量为300 g的重锤带动纸带自由下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点.实验中得到一条清晰的纸带,如图7-8-7所示,纸带上O点为第—个点,P为纸带记录中的一个点,纸带旁有一刻度尺,0点与O点对齐.
图7-8-7
(1)由刻度尺可以测量出重物落到点P时下落的高度是_______.
(2)利用刻度尺测量得到的数据,可以计算出重物通过P点时的动能是_______(取三位有效数字).
在“验证机械能守恒定律”的实验中,要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近________________mm并且点迹清晰的纸带进行测量.若以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2/2-h图线应是_____________,而且v2/2-h图线的斜率等于_____________的数值,才能验证机械能守恒定律.
该实验步骤编排如下,其中有些是必要的,有些是不必要的.根据实验,请选取必要的步骤,并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的空格上.
A.用天平称出重物和夹子的质量 |
B.将重物系在夹子上 |
C.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,再把纸带向上拉,让夹子靠近打点计时器,处于静止状态 |
D.把打点计时器接在学生电源的交流输出端,把输出电压调至6 V(电源不接通) |
E.把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直面内
F.在纸带上记下第一点O,并测出各点到O的距离
G.用秒表测出重物下落的时间
H.接通电源,待计时器响声稳定后释放纸带
I.切断电源
J.更换纸带,重新进行两次实验
K.在三条纸带中选出较好的一条
L.进行计算,得出结论,完成实验报告
M.拆下导线,整理器材
以上步骤中不必要的有__________;正确步骤的合理顺序是__________:(填写代表字母).
.利用如7-8-4图(a)所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带,通常要求从其中挑选头两点(即0、1两点)间的距离接近2 mm的纸带进行测量.但一位同学并未按此要求,却选取了一条操作正确、点迹清楚、但头两点(0与1点)间的距离明显小于2 mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……等各实际点迹)、测量(测出各点与0点的高度差h1、h2、h3……),见7-8-4图(b).那么能否用它正确计算以比较点 n位置处的动能与重力势能的对应关系(n=2、3、4……),即能否验证?_________,理由是________________________,列出点n处瞬时速度的计算式vn=________cm/s.
图7-8-4
某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,不慎将一选择好的纸带的前面部分损坏了,剩下的一段纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上,如图7-8-6所示.已知打点计时器的周期为0.02 s,重力加速度g="9.8" m/s2.
图7-8-6
(1)利用纸带说明重锤(质量为m kg)通过对应于2、5两点过程中机械能守恒.
________________________________________________________
(2)说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减少量ΔEp稍大于重锤动能的增加量ΔEk. ______________.