【知识点】
1. 重力功率计算:宇航员在摆动过程中,重力的瞬时功率是由重力和速度的点乘决定的,即P=mgv*sinθ,其中m是质量,g是重力加速度,v是速度,θ是重力作用线与速度方向之间的夹角。在宇航员从水平状态摆到竖直状态的过程中,θ会从0增加到90度,因此功率先增加后减小。
2. 动能和势能的变化:根据动能和势能图像,可以推断物体在斜面上的运动情况。动能的增加意味着速度的增加,势能的减少则表示物体下降,重力做正功。结合图像可以求解斜面的倾角、摩擦系数、加速度等物理量。
3. 电势能与电场力做功:克服静电力做功8×10^-8 J,说明电势能增加了8×10^-8 J。因为电场力做负功,电势能增加,而电势能等于电荷量与电势的乘积,所以B点的电势不能直接得出,只能知道电势能的变化。
4. 带电圆环的电场力:带电圆环产生的电场在圆环的径向,对于A点,电场力可以通过对称性分析得出,方向垂直于圆环平面,但具体方向和大小需要进一步计算。
5. 平行板电容器的变化:电容器下极板向下移动时,电容减小,电场强度增大,静电计指针张角变大。带负电油滴的电势能转化为其他形式的能量,例如动能或热能。
6. 摩擦起电的电流:当橡胶棒运动时,电荷随棒移动形成电流。根据电流的定义,I=q/t,其中t是通过一定电荷量所需的时间,所以电流I=qv。
7. 电压表的改装:电压表的量程改变是通过并联不同阻值的电阻实现的。使用不同端点时,电压表的读数取决于通过内部电流表的电流和总电压。R1和R2的值需要满足特定比例关系以实现不同量程的转换。
8. 系统能量守恒:在M、N组成的系统中,只有重力做功,没有外力做功,因此系统机械能守恒。绳的拉力不做功,因为其始终与速度方向垂直。
9. 带电小球的运动:小球C在电场中受到库仑力的作用,根据对称性,其加速度和速度均指向A、B连线的中点,因此速度图象不会是线性的。
10. 电势分布与电荷分布:电势φ随x变化的图像是由电荷产生的电场决定的。C点电势最高,但电势不为零的地方场强不一定为零,电势为零的地方场强也不一定为零。
11. 实验误差分析:为了减小实验误差,通常采用质量较大、密度较高的重物,以减小空气阻力的影响;不需要测量重物质量;确保两限位孔在同一直线上,保证自由落体的直线运动;释放重物时应先接通电源再释放,以获得连续且准确的打点。
这些题目涵盖了物理学中的多个核心概念,包括动力学、能量守恒、电场力、电势能、电容器、电磁感应以及实验误差分析等。