内容正文:
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律(练习)
内容概览
题组01:探究小车速度随时间变化规律的实验器材、原理和实验步骤 1
题组02:利用打点计时器测量某点的瞬时速度 4
题组03:利用逐差法求纸带的加速度 6
题组04:描述实验的v-t图像并求其加速度 8
题组训练
题组01:探究小车速度随时间变化规律的实验器材、原理和实验步骤
1.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中:
(1)打点计时器是利用 (填“直流”或“交流”)电源进行的计时仪器,若电源频率为,则它们每隔 秒打一个点,其中电火花打点计时器所用电压为 伏;
(2)除打点计时器(含纸带,复写纸),小车,一端附有滑轮的长木板,细绳,钩码,导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 ;(填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是 。
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
2.某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (选填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”或“交流电”)。
(3)根据图乙中记录的实验数据,可以推算出此次实验所用的刻度尺是 。
A.毫米刻度尺 B.厘米刻度尺
(4)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,打出的纸带如图乙所示,则可大致判断出小车做 (选填“匀速直线”或“匀变速直线运动”),这是因为 。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 m/s(计算结果保留两位有效数字),速度方向是 (选填“从A向C”或“从C向A”)。
3.(1)在“用打点计时器测速度”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 (直流电,交流电),它们是每隔 s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有 (填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是
A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
4.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
D.断开电源,取下纸带;
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有一处错误的步骤是 (填步骤前字母);应改正为 。
(2)将改正后的步骤按合理的顺序补充完整为EB DG。
5.如图,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器所接电源的频率为50Hz,实验时得到表示小车运动过程的一条清晰纸带如图所示,纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出,测得相邻计数点间距离分别为, , , , ,,则:
(1)打点计时器使用 (填“交流”或“直流”)电源
(2)相邻两计数点间时间间隔T=
(3)3点处瞬时速度计算表达式为v3= (用题中所给物理量符号表示,两计数点间时间间隔为T)
(4)利用4-6计数点之间的纸带,求小车运动的加速度a= ;(用题中所给物理量符号表示,两计数点间时间间隔为T)
(5)(不定项选择)下列关于打点计时器的使用的说法中,正确的是
A.电火花计时器使用的是4~6V交流电源
B.先释放纸带,后接通打点计时器的电源
C.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
D.如果实际电源频率为55Hz,而计算时仍按50Hz计算,则速度的测量值偏小
题组02:利用打点计时器测量某点的瞬时速度
6.如图为做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器打出的纸带,选出的部分计数点分别记为O、A、B、C、D、E、F,每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是频率为50Hz的220V交流电。则:
(1)从打O点到打F点所经历时间为 s。
(2)计数点“A”处的速度为 m/s(计算结果保留两位小数)
(3)小车的加速度大小为 (计算结果保留三位有效数字)
7.在研究匀变速直线运动规律实验中打出的纸带如图所示,每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。点A对准刻度尺0刻线,从刻度尺上读出BCDE到A点距离备用,其中AD两点间距 cm,用读出的数据求打出C点时纸带的速度大小为 m/s(保留3位有效数字);纸带运动的加速度大小为a= (保留2位有效数字)。
8.某次实验电磁打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点。
(1)使用的电源是 (选填“交流8V”或“交流220V”)。
(2)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动?
(3)在两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是 。
(4)B点的瞬时速度为 。
9.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,分别悬挂10g、50g钩码,打出如下两条纸带
(1)50g钩码牵引下打出的纸带为 (填“甲”或“乙”);
(2)乙图已标注3个连续计数点,计数点B的读数为 cm;
(3)根据已标注的计数点,计算打B时钩码的速度 m/s(结果保留3位有效数字)。
10.下面是某同学在研究物体做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)由图中可读出AB的间距x= cm;
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,已知打点计时器电源的频率为50Hz,每两个相邻计数点间还有四个点没有画出,则相邻两计数点之间的时间间隔是 s;C点对应的速度是 m/s,物体运动的加速度为 m/s2(用定义法求,最后两空结果均保留两位有效数字)
11.小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离已在图中标出。
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交变电源、槽码、长木板外,还需要的仪器有 ;
A.刻度尺 B.铁架台 C.停表 D.天平
(2)图中两相邻计数点间的时间间隔为T= s;
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s。
12.实验课上:同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有:
A.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打一系列的点。
B.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器,并将其一端固定在小车的后面。
C.把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。
D.更换新纸带,重复实验三次,选择一条最理想的纸带进行分析。
(1)对上述实验步骤进行合理排序 (写步骤前的字母)。
(2)其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示,图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s,小车运动的加速度是 m/s2。
题组03:利用逐差法求纸带的加速度
13.在“研究匀变速直线运动”的实验中,得到如图所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T。则拉动此纸带的小车的加速度计算公式为a= ,打B点时刻的速度计算公式为vB= (以上两计算式均用题中或图中符号表达)。
14.在研究匀变速直线运动规律的实验中,图示纸带记录的是小车的运动情况,A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.04s,电源铭牌显示该电源频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)下列说法正确的有 (填选项代号)。
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.应先释放小车,后接通电源
C.电火花计时器应使用低压交流电源
D.打点计时器应放在长木板上有滑轮一端
(2)打纸带上D点时小车的瞬时速度大小为 m/s。
(3)小车的加速度大小为 m/s2。
15.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所示,打点计时器电源的频率为。(不计空气阻力,)
(1)所用实验器材除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有 (填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压合适的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)计数点4对应的速度大小 (保留两位有效数字)。
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为 (保留三位有效数字)。
(4)重物落地瞬间,物块的速度为 (保留三位有效数字)。
16.(1)电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器,它的工作电压是 伏特。当电源频率是50赫兹时,它每隔 s打一次点。
(2)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器打出部分测量点如图所示,每相邻两测量点间还有4个打出的点未画出来,打点计时器使用50Hz的交流电,则若先是打1点,后打2点,那么小车做 (填“加速运动”、“匀速运动”或“减速运动”),在2和5点时间段内小车的平均速度v= ,打3点的时候小车的瞬时速度v3= , 该小车运动的加速度为a= (结果保留三位有效数字)
17.如图所示是用小车拖动纸带,用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带,电源频率为50 Hz。 A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点。相邻计数点间有四个计时点未画出。AC段小车平均速度vAC= m/s;打点计时器打下C点时小车的瞬时速度vC= m/s。求得加速度为a= m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
18.某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的一条纸带如图所示,相邻计数点间的时间间隔为0.1s,根据图中数据求
(1)打下C点时小车的瞬时速度大小为 m/s;
(2)运动过程中小车的加速度大小为 m/s2。
题组04:描述实验的v-t图像并求其加速度
19.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点,相邻点间的距离如图甲所示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出,电源频率为。
(1)实验时纸带的 (填“左”或“右”)端是和小车相连的;
(2)根据图甲纸带上的数据,算出打点时小车的瞬时速度大小,并将值填入下表中,结果保留3位有效数字;
计数点
B
C
D
速度
(3)以点为计时起点,将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 (保留2位有效数字),图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。
20.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,实验装置如图1所示。
(1)下列说法中正确的是 (填字母)。
A.连接重物和小车的细线应与长木板保持平行
B.长木板的一端必须垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动
C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车
D.选择计数点时,必须从纸带上第一个点开始
(2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为 m/s,(保留两位有效数字)并在图3中标出,其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出。
(3)作图 并求得小车的加速度大小为 m/s2(保留三位有效数字)。
21.如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。
(1)固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲,从而测量物体运动的一些物理量。超声波脉冲 红外线脉冲(填“快于”或“慢于”)。
(2)图乙是通过传感器、数据采集器,再经过计算机所绘制的小车运动的速度−时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a= m/s2;小车的运动方向是 (选填“向左”或“向右”)运动。
22.小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中,将打点计时器固定在某处,在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动,如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示,在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s,并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离,图中所标数据的单位是cm。
(1)小华利用家庭电源来做实验,因此应该选择 打点计时器,工作电压为 。
(2)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度(结果保留3位有效数字)并填入下表 。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s-1)
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
(3)根据v-t图像可知,小车运动的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
23.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点
B
C
D
E
F
速度(m/s)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
(1)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据表中的数据,以A点对应的时刻为t=0,在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像 ;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
24.图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是 ;(填“交流”“交流”或“四节蓄电池”);
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
A. B. C.
(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)
速度
数值
0.400
0.479
0.560
0.640
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。(结果保留两位小数)
25.某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知电火花打点计时器使用的电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示。
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外,还需要的仪器有( );
A.刻度尺 B.铁架台 C.秒表 D.天平
(2)可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是 (选填正确的答案标号);
A.位移 B.速度 C.加速度 D.平均速度 E.时间
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s(结果保留2位有效数字);
(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v-t图像 ;
(5)根据v-t图像可知,小车运动的加速度大小为 m/s2(结果保留2位有效数字)。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/()
0.36
0.40
0.44
0.49
0.57
第 1 页 共 16 页
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2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律(练习)
内容概览
题组01:探究小车速度随时间变化规律的实验器材、原理和实验步骤 1
题组02:利用打点计时器测量某点的瞬时速度 6
题组03:利用逐差法求纸带的加速度 11
题组04:描述实验的v-t图像并求其加速度 15
题组训练
题组01:探究小车速度随时间变化规律的实验器材、原理和实验步骤
1.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中:
(1)打点计时器是利用 (填“直流”或“交流”)电源进行的计时仪器,若电源频率为,则它们每隔 秒打一个点,其中电火花打点计时器所用电压为 伏;
(2)除打点计时器(含纸带,复写纸),小车,一端附有滑轮的长木板,细绳,钩码,导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 ;(填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是 。
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
【答案】 交流 0.02 220 AC/CA BD/DB
【详解】(1)[1]打点计时器是利用交流电源进行的计时仪器。
[2]若电源频率为,则它们每隔
秒打一个点。
[3]电火花打点计时器所用电压为220伏。
(2)[4] AB.必须使用的有电压合适的交流电源,使打点计时器能正常工作,A正确,B错误;
C.纸带上计数点间的距离需要测量,因此必须使用刻度尺,C正确;
D.打点计时器记录了时间,因此不需要秒表,D错误;
E.钩码和小车都不需要测量质量,因此不需要天平,E错误。
故选AC。
(3)[5] A.先释放小车,再接通电源,这样在纸带上会打出很少的点,纸带的利用率很低,会产生较大的实验误差,A错误;
BD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放小车,纸带会得到充分的利用,纸带上会得到更多的数据,以减小实验误差,BD正确;
C.将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处,纸带上会打出很少的点,会增大实验误差,C错误。
故选BD。
2.某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (选填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”或“交流电”)。
(3)根据图乙中记录的实验数据,可以推算出此次实验所用的刻度尺是 。
A.毫米刻度尺 B.厘米刻度尺
(4)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,打出的纸带如图乙所示,则可大致判断出小车做 (选填“匀速直线”或“匀变速直线运动”),这是因为 。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 m/s(计算结果保留两位有效数字),速度方向是 (选填“从A向C”或“从C向A”)。
【答案】 B 丁 交流电 A 匀变速直线运动 在连续相等时间间隔内位移差大致相等,满足 0.40 从C向A
【详解】(1)[1]需要测量小车的位移及速度,打点计时器可测量时间,只需要测量位移,所以仅需要刻度尺,ACD错误,B正确。
故选B。
(2)[2]题图甲信息给出的本次实验用的是电火花计时器,因此打点计时器是图丁电火花计时器。
[3]电火花计时器,它的工作电压是220V的交流电。
(3)[4]根据题图乙中的数据,可知刻度尺的精确度是毫米,因此刻度尺是毫米刻度尺,A正确,B错误。
故选A。
(4)[5]计算出AB、BC、CD、DE、EF、FG相邻间的位移差分别是0.77cm、0.81cm、0.79cm、0.81cm、0.82cm,在误差允许范围内可认为相等,因此小车做匀变速直线运动。
[6]因为小车的运动规律满足,所以小车做匀变速直线运动。
[7]若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,可知纸带上相邻两计数点的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打B点时小车的速度大小是
[8]小车做加速运动,先打A点,因此速度方向是从C向A。
3.(1)在“用打点计时器测速度”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 (直流电,交流电),它们是每隔 s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有 (填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是
A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
【答案】 交流电 0.02 AC/CA BD/DB
【详解】(1)[1]常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电。
[2]电源频率为50Hz,则每隔
打一个点。
(2)[3] AB.电压合适的50Hz交流电源,A正确,B错误;
C.刻度尺用来测纸带上计数点间的距离,C正确;
D.打点计时器就是计时仪器,不需要秒表,D错误;
E.实验是“用打点计时器测速度”的,因此不需要天平测小车的质量,E错误。
故选AC。
(3)[4] A.先释放小车,再接通电源,这样纸带利用率很低,纸带上会得到很少的数据,会产生较大的实验误差,A错误;
[2] B.先接通电源,带打点计时器打点稳定后再释放小车,纸带会得到充分利用,纸带上会得到更多的数据,会减小实验误差,B正确;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计数点,从而得到更多的数据,C错误,D正确。
故选BD。
4.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
D.断开电源,取下纸带;
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有一处错误的步骤是 (填步骤前字母);应改正为 。
(2)将改正后的步骤按合理的顺序补充完整为EB DG。
【答案】 A 先接通电源,再放开纸带 CFA
【详解】(1)[1]为了充分利用纸带,在纸带上得到更多的数据,实验时拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,应先接通打点计时器电源,待打点计时器打点稳定后再放开纸带,因此有一处错误的步骤是A。
[2]应改正为先接通打点计时器电源,待打点计时器打点稳定后再放开纸带。
(2)[3]实验前应先安装仪器,后实验,因此改正后的步骤按合理的顺序为:
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
A.实验时拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,应先接通打点计时器电源,待打点计时器打点稳定后再放开纸带;
D.断开电源,取下纸带;
G.换上新纸带,重复操作两次。
即合理的实验步骤顺序是EBCFADG。
5.如图,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器所接电源的频率为50Hz,实验时得到表示小车运动过程的一条清晰纸带如图所示,纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出,测得相邻计数点间距离分别为, , , , ,,则:
(1)打点计时器使用 (填“交流”或“直流”)电源
(2)相邻两计数点间时间间隔T=
(3)3点处瞬时速度计算表达式为v3= (用题中所给物理量符号表示,两计数点间时间间隔为T)
(4)利用4-6计数点之间的纸带,求小车运动的加速度a= ;(用题中所给物理量符号表示,两计数点间时间间隔为T)
(5)(不定项选择)下列关于打点计时器的使用的说法中,正确的是
A.电火花计时器使用的是4~6V交流电源
B.先释放纸带,后接通打点计时器的电源
C.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
D.如果实际电源频率为55Hz,而计算时仍按50Hz计算,则速度的测量值偏小
【答案】 交流 D
【详解】(1)[1]打点计时器使用交流电源。
(2)[2]打点计时器所接电源的频率为50Hz,纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出,则相邻两计数点间时间间隔
(3)[3]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得3点处瞬时速度计算表达式为
(4)[4]由匀变速直线运动的推论,利用4-6计数点之间的纸带,可得小车运动的加速度
(5)[5] A.电火花计时器使用的是220V交流电源,A错误;
B.为了充分利用纸带,得到更多的数据,应先接通打点计时器的电源,待打点稳定后,再释放纸带,B错误;
C.纸带上打的点越密,说明物体在相同时间内运动的距离越小,则运动得越慢,C错误;
D.用打点计时器测定物体的速度,如果实际电源频率为55Hz,可知打点周期
而计算时仍按50Hz计算,计算得到的两点间所用时间偏大,则速度的测量值偏小,D正确。
故选D。
题组02:利用打点计时器测量某点的瞬时速度
6.如图为做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器打出的纸带,选出的部分计数点分别记为O、A、B、C、D、E、F,每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是频率为50Hz的220V交流电。则:
(1)从打O点到打F点所经历时间为 s。
(2)计数点“A”处的速度为 m/s(计算结果保留两位小数)
(3)小车的加速度大小为 (计算结果保留三位有效数字)
【答案】 0.6 0.36 1.60
【详解】(1)[1]打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电,纸带上每相邻两计数点间还有四个点未画出来,因此每相邻两计数点间的时间间隔为
则有从打O点到打F点所经历时间为
(2)[2]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得计数点“A”处的速度为
(3)[3]由匀变速直线运动的推论,可得小车的加速度大小为
7.在研究匀变速直线运动规律实验中打出的纸带如图所示,每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。点A对准刻度尺0刻线,从刻度尺上读出BCDE到A点距离备用,其中AD两点间距 cm,用读出的数据求打出C点时纸带的速度大小为 m/s(保留3位有效数字);纸带运动的加速度大小为a= (保留2位有效数字)。
【答案】 5.85 0.233 0.75
【详解】[1]刻度尺的最小分度为1mm,要估读到毫米下一位,D点读数为5.85cm,AD两点间距为
5.85cm
[2]相邻计数点的时间间隔为
匀变速直线运动某段中间时刻速度等于该段的平均速度,C点的速度等于BD段的平均速度,打出C点时纸带的速度大小为
[3]根据逐差法求纸带运动的加速度为
8.某次实验电磁打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点。
(1)使用的电源是 (选填“交流8V”或“交流220V”)。
(2)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动?
(3)在两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是 。
(4)B点的瞬时速度为 。
【答案】 交流8V 加速运动 0.365m/s 0.252m/s
【详解】(1)[1]电磁打点计时器用的是低压交流电,电火花计时器用的220V的交流电,故选8V交流;
(2)[2]相邻两点间的距离越来越大,说明物体在做加速运动;
(3)[3]由题知,从A点开始每打五个点取一个计数点,故相邻计数点的时间为
根据平均速度公式有
(4)[4]B点的瞬时速度可以用AC间的平均速度来表示,故
9.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,分别悬挂10g、50g钩码,打出如下两条纸带
(1)50g钩码牵引下打出的纸带为 (填“甲”或“乙”);
(2)乙图已标注3个连续计数点,计数点B的读数为 cm;
(3)根据已标注的计数点,计算打B时钩码的速度 m/s(结果保留3位有效数字)。
【答案】 甲 32.08(32.06至32.10之间都对) 0.295(0.290至0.300之间都对)
【详解】(1)[1]纸带甲上打的点距离较大,表示纸带甲运动较快,所以纸带甲是质量较大的50g的钩码牵引下打出的。
(2)[2]刻度尺的分度值为1mm,所以估读位是0.1mm,由乙图中B点所处位置可知读数的准确值32cm,估读值为0.8mm,所以读数为32cm+0.8mm=32.08cm
(3)[3] 打B时钩码的速度为
10.下面是某同学在研究物体做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)由图中可读出AB的间距x= cm;
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,已知打点计时器电源的频率为50Hz,每两个相邻计数点间还有四个点没有画出,则相邻两计数点之间的时间间隔是 s;C点对应的速度是 m/s,物体运动的加速度为 m/s2(用定义法求,最后两空结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.70 0.1 0.10 0.20
【详解】(1)[1]由图可知
(2)[2]相邻两计数点之间的时间间隔是
[3] C点对应的速度是
[4]B点对应的速度是
根据加速度的定义可得物体运动的加速度为
11.小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离已在图中标出。
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交变电源、槽码、长木板外,还需要的仪器有 ;
A.刻度尺 B.铁架台 C.停表 D.天平
(2)图中两相邻计数点间的时间间隔为T= s;
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s。
【答案】 A 0.1 0.53
【详解】(1)[1]A.本实验需要刻度尺测量纸带上的点间距,故A需要;
B.该实验在水平桌面上进行实验,不需要铁架台,故B不需要;
C.因为打点计时器本身就是计时仪器,所以不需要秒表,故C不需要;
D.该实验不需要测量槽码和小车的质量,故D不需要。
故选A;
(2)[2]交流电的频率为50Hz,即每隔0.02s打一个点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,所以相邻计数点间的时间间隔为T=0.02×5s=0.1s
(3)[3]打下计数点5时小车的瞬时速度为
12.实验课上:同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有:
A.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打一系列的点。
B.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器,并将其一端固定在小车的后面。
C.把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。
D.更换新纸带,重复实验三次,选择一条最理想的纸带进行分析。
(1)对上述实验步骤进行合理排序 (写步骤前的字母)。
(2)其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示,图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s,小车运动的加速度是 m/s2。
【答案】 CBAD 1.07 4.20
【详解】(1)[1]依据实验顺序,依次为CBAD。
(2)[2]相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中点时刻的速度等于该过程中的平均速度可知
[3]根据逐差法求加速度,小车运动的加速度为
题组03:利用逐差法求纸带的加速度
13.在“研究匀变速直线运动”的实验中,得到如图所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T。则拉动此纸带的小车的加速度计算公式为a= ,打B点时刻的速度计算公式为vB= (以上两计算式均用题中或图中符号表达)。
【答案】
【详解】[1]根据可得
,,
所以
[2]根据匀速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
14.在研究匀变速直线运动规律的实验中,图示纸带记录的是小车的运动情况,A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.04s,电源铭牌显示该电源频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)下列说法正确的有 (填选项代号)。
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.应先释放小车,后接通电源
C.电火花计时器应使用低压交流电源
D.打点计时器应放在长木板上有滑轮一端
(2)打纸带上D点时小车的瞬时速度大小为 m/s。
(3)小车的加速度大小为 m/s2。
【答案】 A 0.85 2.5
【详解】(1)[1]在释放小车前,小车要靠近打点计时器,先接通电源的,再释放小车,以能在纸带上打出更多的点,有利于实验数据处理和误差减小。故BCD错误,A正确。
(2)[2]纸带上D点时小车的瞬时速度大小等于CE间的平均速度
(3)[3]由逐差法,小车的加速度大小为
15.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所示,打点计时器电源的频率为。(不计空气阻力,)
(1)所用实验器材除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有 (填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压合适的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)计数点4对应的速度大小 (保留两位有效数字)。
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为 (保留三位有效数字)。
(4)重物落地瞬间,物块的速度为 (保留三位有效数字)。
【答案】 AC 0.80 2.00 1.28
【详解】解:(1)[1]AB.电磁打点计时器要打点,需要电压合适的交流电源,A正确,B错误;
C.打出的纸带需要测量点间的长度,需要刻度尺,C正确;
D.打点计时器就可以计时,不需要秒表,D错误;
E.可由打出的纸带来计算速度和加速度,所以不需要天平测量物体的质量,E错误。
故选AC。
(2)[2]由题意可知打点周期是T=0.02×5s=0.1s
计数点4对应的速度大小
(3)[3]由匀变速直线运动的推论,可得物块做减速运动时的加速度大小为
(4)[4]物块加速时有
已知v4=0.80m/s,计数点9对应的速度大小
设物块加速时间为t1,减速时间为t2,则有t1+ t2=0.5s
由匀变速直线运动速度时间公式可有,
解得v=1.28m/s
16.(1)电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器,它的工作电压是 伏特。当电源频率是50赫兹时,它每隔 s打一次点。
(2)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器打出部分测量点如图所示,每相邻两测量点间还有4个打出的点未画出来,打点计时器使用50Hz的交流电,则若先是打1点,后打2点,那么小车做 (填“加速运动”、“匀速运动”或“减速运动”),在2和5点时间段内小车的平均速度v= ,打3点的时候小车的瞬时速度v3= , 该小车运动的加速度为a= (结果保留三位有效数字)
【答案】 交流 8 0.02 加速运动 0.630 0.850
【详解】[1][2] 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,工作电压是约为8V
[3]根据,解得
[4]相邻两点位移逐渐增大,则小车做加速运动。
[5]相邻两个点的时间间隔
2和5点时间段内小车的平均速度
[6] 打3点的小车的瞬时速度
[7] 小车运动的加速度为
17.如图所示是用小车拖动纸带,用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带,电源频率为50 Hz。 A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点。相邻计数点间有四个计时点未画出。AC段小车平均速度vAC= m/s;打点计时器打下C点时小车的瞬时速度vC= m/s。求得加速度为a= m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】 0.26 0.30 0.40
【详解】[1]相邻计数点间有四个计时点未画出,所以相邻计数点间的时间为,根据平均速度的定义可得
[2]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得
[3]利用逐差法可得加速度
18.某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的一条纸带如图所示,相邻计数点间的时间间隔为0.1s,根据图中数据求
(1)打下C点时小车的瞬时速度大小为 m/s;
(2)运动过程中小车的加速度大小为 m/s2。
【答案】
【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动的推论,即时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度,则打下C点时小车的瞬时速度大小
(2)[2]根据逐差法,可得小车的加速度大小
题组04:描述实验的v-t图像并求其加速度
19.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点,相邻点间的距离如图甲所示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出,电源频率为。
(1)实验时纸带的 (填“左”或“右”)端是和小车相连的;
(2)根据图甲纸带上的数据,算出打点时小车的瞬时速度大小,并将值填入下表中,结果保留3位有效数字;
计数点
B
C
D
速度
(3)以点为计时起点,将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 (保留2位有效数字),图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。
【答案】 左 打点时小车的瞬时速度大小
【详解】(1)[1]由于小车由静止释放,做加速运动,则有纸带左端与小车相连。
(2)[2]纸带上每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出,电源频率为,可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得
(3)[3]v−t图像斜率大小表示加速度大小,则有
[4]由于点为计时起点,则图线与纵轴交点为0时刻的瞬时速度大小,即打点时小车的瞬时速度大小。
20.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,实验装置如图1所示。
(1)下列说法中正确的是 (填字母)。
A.连接重物和小车的细线应与长木板保持平行
B.长木板的一端必须垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动
C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车
D.选择计数点时,必须从纸带上第一个点开始
(2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为 m/s,(保留两位有效数字)并在图3中标出,其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出。
(3)作图 并求得小车的加速度大小为 m/s2(保留三位有效数字)。
【答案】 AC/CA 0.74 1.53
【详解】(1)[1]A.为使小车受到的合力不变,连接重物和小车的细线应与长木板保持平行,A正确;
B.长木板的一端不需要垫高来平衡摩擦力,只要小车做加速直线运动即可,B错误;
C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,带打点计时器打点稳定后,再释放小车,纸带会得到充分利用,记录较多的数据,减小实验误差,C正确;
D.选择计数点时,要从第一个比较清晰的点开始选择计数点,可以不从纸带上第一个点开始,D错误。
故选AC。
(2)[2]已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,可得打点周期为
由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打计数点3的速度大小为
(3)[3]在图3中标出v3,作图如图所示。
[4]由速度时间图像的斜率表示加速度,可得小车的加速度大小为
21.如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。
(1)固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲,从而测量物体运动的一些物理量。超声波脉冲 红外线脉冲(填“快于”或“慢于”)。
(2)图乙是通过传感器、数据采集器,再经过计算机所绘制的小车运动的速度−时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a= m/s2;小车的运动方向是 (选填“向左”或“向右”)运动。
【答案】 慢于 1.2 向右
【详解】(1)[1]频率高于20000Hz的声波叫超声波,超声波是机械波,红外线是电磁波,因此超声波脉冲“慢于”红外线脉冲。
(2)[2]由速度−时间图像的斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正、负表示加速度的方向,则有
可知加速度的大小为1.2m/s2,负号表示加速度的方向与运动方向相反。
[3]小车加速度的方向与运动方向相反,小车做匀减速运动,可知小车“向右”运动。
22.小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中,将打点计时器固定在某处,在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动,如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示,在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s,并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离,图中所标数据的单位是cm。
(1)小华利用家庭电源来做实验,因此应该选择 打点计时器,工作电压为 。
(2)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度(结果保留3位有效数字)并填入下表 。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s-1)
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
(3)根据v-t图像可知,小车运动的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
【答案】 电火花 220V 0.570 0.42
【详解】(1)[1]由于直接利用家庭电源来做实验,所以应选择电火花打点计时器,其工作电压为220V。
(2)[2]匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,则有
(3)[3]图像的斜率表示加速度,根据v-t图像可得
23.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点
B
C
D
E
F
速度(m/s)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
(1)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据表中的数据,以A点对应的时刻为t=0,在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像 ;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 0.40 不变 偏小
【详解】(1)[1]电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。则有打点周期T=0.02s,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则相邻两计数点的时间间隔为5T,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打F点时的速度公式为
(2)[2]由题表中的数据在图乙所示坐标系中描点画图。如图所示。
(3)[3]由v−t图像的斜率表示加速度,可得小车的加速度为
(4)[4] 当电网中交变电流的电压变成210 V,可交流电的频率没变,打点周期不变,则不会影响加速度的测量值,因此加速度的测量值与实际值相比不变。
[5]电网中交变电流的频率是f=51 Hz时,由
可知打点周期变小,测量时仍按T=0.02s计算,则测量值与实际值相比偏小。
24.图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是 ;(填“交流”“交流”或“四节蓄电池”);
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
A. B. C.
(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)
速度
数值
0.400
0.479
0.560
0.640
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。(结果保留两位小数)
【答案】 电火花计时器 交流220V B 0.721 0.80(0.75~0.85范围内均可)
【详解】(1)[1]图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器。
[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。
(2)[3]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行。
故选B。
(3)①[4]相邻计数点间的时间间隔为
小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即
②[5]如图所示。
③[6]v-t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为
25.某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知电火花打点计时器使用的电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示。
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外,还需要的仪器有( );
A.刻度尺 B.铁架台 C.秒表 D.天平
(2)可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是 (选填正确的答案标号);
A.位移 B.速度 C.加速度 D.平均速度 E.时间
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s(结果保留2位有效数字);
(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v-t图像 ;
(5)根据v-t图像可知,小车运动的加速度大小为 m/s2(结果保留2位有效数字)。
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/()
0.36
0.40
0.44
0.49
0.57
【答案】 A AE/EA 0.53 0.42(0.40~0.44范围内均可)
【详解】(1)[1]A.实验中需要刻度尺测量纸带上的点间距,故A符合题意;
B.本实验不是探究落体运动规律,不需要铁架台,故B不符合题意;
C.打点计时器本身具有计时功能,不需要秒表,故C不符合题意;
D.本实验探究运动学规律,不需要测量质量,故D不符合题意。
故选A。
(2)[2]可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是位移和时间,速度、加速度和平均速度需要进一步计算才能获取。
故选AE。
(3)[3]由题意可知,相邻两计数点间的时间间隔为
打下计数点5时小车的速度为
(4)[4]如图所示。
(5)[5]v-t图像的斜率表示加速度,所以小车运动的加速度大小为
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