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在“探究彈性勢能的表達(dá)式”的活動中為計算彈簧彈力所做功,把拉伸彈簧的過程分為很多小段,拉力在每小段可以認(rèn)為是恒力,用各小段做功的代數(shù)和代表彈力在整個過程所做的功,物理學(xué)中把這種研究方法叫做“微元法”。下面實例中應(yīng)用到這一思想方法的是
A.根據(jù)加速度定義,當(dāng)
非常小,
就可以表示物體在t時刻的瞬時加速度
B.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時,先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系,再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系
C.在推導(dǎo)勻變速運動位移公式時,把整個運動過程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運動,然后把各小段的位移相加
D.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用點來代替物體,即質(zhì)點
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像打點計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器,每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當(dāng)有物體從光電門通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間,F(xiàn)利用如圖11所示裝置設(shè)計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗,圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出)?梢匝b載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2。
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(1)在某次測量中,用游標(biāo)卡尺測量窄片K的寬度,游標(biāo)卡尺如圖12所示,則窄片K的寬度d= m(已知L>>d),光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;
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(2)用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m,則小車的加速度大小a= m/s2;
(3)該實驗中,為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力,就必須平衡小車受到的摩擦力,正確的做法是__________;
(4)某位同學(xué)通過測量,把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車的合外力F,作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析:圖線不通過坐標(biāo)原點O的原因是 ;曲線上部彎曲的原因是 ;為了既能改變拉力F,又保證a-F圖象是直線,可以進(jìn)行這樣的操作 。
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圖14是用來測量未知電阻Rx的實驗電路的實物連線示意圖,圖中Rx是待測電阻,阻值約為300Ω;E是電池組,電動勢6V,內(nèi)阻不計;V是電壓表,量程3V,內(nèi)阻r約3000Ω;R是電阻箱,阻值范圍0~999.9Ω;Rl是滑動變阻器,Sl和S2是單刀單擲開關(guān)。
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主要的實驗步驟如下:
①連好電路后,合上開關(guān)Sl和S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使得電壓表的示數(shù)為3.00V。
②合上開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,保持滑動變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使得電壓表的示數(shù)為2.00V。
③讀出圖15電阻箱的阻值,并計算求得未知電阻Rx的大小。
④實驗后整理儀器。
(1)可供選擇的滑動變阻器有:
滑動變阻器A:最大阻值100Ω,額定電流0.5A
滑動變阻器B:最大阻值10Ω,額定電流2.0A
為了使實驗測量值盡可能地準(zhǔn)確,實驗應(yīng)選用的滑動變阻器是 。
(2)電阻箱的旋鈕位置如圖所示,它的阻值是 。
(3)未知電阻Rx= 。
(4)測量值與真實值相比較,測量值比真實值 。(填偏大、相等或偏。
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如圖16所示,在分別為l1和l2的兩個相鄰的條形區(qū)域中分別有勻強磁場和勻強電場,磁場方向垂直于紙面向里,電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電的粒子以速率v從磁場區(qū)域的上邊界的P點向下成θ=60º射入磁場,然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場,最后從電場邊界上的Q點射出。已知PQ垂直于電場方向,不計重力。求電場強度和磁感應(yīng)強度大小之比,以及粒子在磁場與電場中運動的時間之比。
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如圖17所示,豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強電場,場強大小E=10N/C,在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小B=0.5T,一帶電量q=+0.2C、質(zhì)量m=0.4kg的小球由長L=0.4m的細(xì)線懸掛于P點。小球可視為質(zhì)點,現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放,小球運動到懸點P正下方的坐標(biāo)原點O時,懸線突然斷裂。取重力加速度g=10m/s。求:
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(1)小球運動到O點時的速度大;
(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大;
(3)懸線斷裂后0.2s小球的位置坐標(biāo)。
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相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1.0kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為R=1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。
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(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大小;
(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象。
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如圖19所示,導(dǎo)體棒ab、cd放在光滑水平導(dǎo)軌上,cd棒通過滑輪懸掛一質(zhì)量為m的物塊,整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中.a(chǎn)b在外力作用下以速度v1勻速向右運動時,cd棒由靜止釋放,設(shè)ab、cd的長度均為L,ab棒的電阻為r1,cd棒的電阻為r2,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,求:
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(1)cd棒開始運動的方向與ab棒勻速運動速度v1取值的關(guān)系;
(2)穩(wěn)定狀態(tài)時,cd棒勻速運動的速度;
(3)穩(wěn)定狀態(tài)時,回路的電功率P電和外力的功率P外.
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如圖20所示,參加某電視臺娛樂節(jié)目的選手從較高的平臺上以水平速度躍出后,落在水平傳送帶上。已知平臺與傳送帶的高度差H=1.8m,水池寬度s0=1.2m,傳送帶AB間的距離L0=20m。由于傳送帶足夠粗糙,假設(shè)選手落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止,經(jīng)過△t=1.0s反應(yīng)時間后,立刻以a=2m/s2恒定向右的加速度跑至傳送帶最右端。
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(1)若傳送帶靜止,選手以v0=3m/s的水平速度從平臺躍出,求這位選手落在傳送帶上距離A點的距離。
(2)求剛才那位選手從開始躍出到跑至傳送帶右端所經(jīng)歷的時間。
(3)若傳送帶以v=1m/s的恒定速度向左運動,選手要能到達(dá)傳送帶右端,則他從高臺上躍出的水平速度v1至少為多大?(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
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如圖21所示,第四象限內(nèi)有互相正交的勻強電場E與勻強磁場B1,E的大小為1.5×103V/m,Bl大小為0.5T;第一象限的某個矩形區(qū)域內(nèi),有方向垂直紙面的勻強磁場B2,磁場的下邊界與x軸重合。一質(zhì)量m=1×10-14kg、電荷量q=2×l0-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向60°角從M點沿直線運動,經(jīng)P點即進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的磁場B2區(qū)域。一段時間后,小球經(jīng)過y軸上的N點并與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點的坐標(biāo)為(0,-10),N點的坐標(biāo)為(0,30),不計粒子重力,g取10m/s2。則求:
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(1)微粒運動速度v的大;
(2)勻強磁場B2的大。
(3)B2磁場區(qū)域的最小面積。
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傳感器可將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量,起自動控制作用。如計算機鼠標(biāo)中有位移傳感器,電熨斗、電飯煲中有溫度傳感器,電視機、錄像機、影碟機、空調(diào)機中有光電傳感器……。用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程,實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是
A.紅外報警裝置
B.走廊照明燈的聲控開關(guān)
C.自動洗衣機中的壓力傳感裝置
D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器
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