2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(iii)该同学选取部分实验数据,画出了—t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2
(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为___________m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为___________m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为___________ m/s2。(结果保留2位有效数字,sin37°= 0.60,cos37°=0.80)
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某乒乓球爱好者,利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下:
①固定好手机,打开录音功能;
②从一定高度由静止释放乒乓球;
③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音,其随时间(单位:s)的变化图像如图所示。
根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻,如下表所示。
碰撞次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
碰撞时刻(s) | 1.12 | 1.58 | 2.00 | 2.40 | 2.78 | 3.14 | 3.47 |
根据实验数据,回答下列向题:
(1)利用碰撞时间间隔,计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为___________m(保留2位有效数字,当地重力加速度)。
(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k,则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的___________倍(用k表示),第3次碰撞过程中___________(保留2位有效数字)。
(3)由于存在空气阻力,第(1)问中计算的弹起高度___________(填“高于”或“低于”)实际弹起高度。
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在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨;
③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;
④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示。
回答以下问题(结果均保留两位有效数字):
(1)弹簧的劲度系数为_____N/m。
(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a—F图像如图丙中I所示,由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。
(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ,则待测物体的质量为________kg。
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①测量两个滑块的质量,分别为200.0g和400.0g;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制xA、xB随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s (保留2位有效数字);
(3)通过分析,得出质量为200.0g的滑块是________(填“A”或“B”)。
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(1)粒子从O点进入磁场到第二次穿过OM直线时所用的时间;
(2)粒子第二次穿过x轴与x轴交点的位置坐标;
(3)粒子第2n次通过OM直线时与O点的距离表达式。(其中)
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(1)求粒子在磁场中运动时的动量大小p;
(2)若,求
时刻粒子的位置坐标;
(3)若在
的范围内取值,问:
取何值时,在
时间内,粒子击中的γ轴上的点到坐标原点的距离最大,最大距离为多少。
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(1)若氚核运动时恰好不与容器相碰,求氚核发射的速度;
(2)若氚核发射速度,求粒子第一次到达xOy所在平面的时间;
(3)若氚核发射速度仍为,氚核第三次与发射速度相同时恰好到达E点(图中未标出),求E点位置坐标;
(4)在第(3)问的条件下,求氚核由D点运动到E点的平均速度的大小。
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(1)粒子第一次穿过y轴时的速度;
(2)粒子经过x轴负半轴时的x坐标;
(3)磁感应强度的大小及P点的x坐标。
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(1) 粒子进入圆形磁场时速度的大小;
(2) 匀强电场的电场强度E的大小;
(3) ΔOCD内匀强磁场的磁感强度B的大小;
(4) 若粒子从直线x=2a上入射,速度不变,先后经圆形磁场和ΔOCD内的磁场偏转。求这些粒子中,从CD边射出的粒子距C点的最近距离d。
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(1)带电粒子第1次穿过y轴时的速度大小;
(2)带电粒子第 2次穿过y 轴时的位置坐标;
(3)现将空间的匀强磁场变为沿x轴正方向,大小为
。
(i)带电粒子打在吸收屏上的位置坐标;
(ii)若电场强度的大小E可在1.5×105V/m~6×105V/m之间进行连续调节,且吸收屏可沿x轴任意移动,带电粒子打在吸收屏上留下痕迹,计算痕迹外边界围成的面积。
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