第6讲 实验1 探究小车速度随时间变化的规律-【精练】2026高考物理一轮复习
2025-06-24
|
2份
|
49页
|
159人阅读
|
7人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 匀变速直线运动速度与时间的关系 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 18.84 MB |
| 发布时间 | 2025-06-24 |
| 更新时间 | 2025-06-24 |
| 作者 | 数理天下 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52716203.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第6讲 实验1 探究小车速度随时间变化的规律
真题演练
1.(2016·天津·高考真题)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中必要的措施是 .
A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm.则小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s.(结果均保留两位有效数字)
2.(2016·海南·高考真题)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出).
根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:
(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为 m/s.在打出D点时,物块的速度大小为 m/s;(保留两位有效数字)
(2)物块的加速度大小为 m/s2.(保留两位有效数字)
模拟冲关
1.在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得、、、间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s;打点B时小车的速度大小 m/s;小车运动的加速度大小 m/s(保留两位小数)。
2.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 。
3.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)
4.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”)。
5.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下45个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是 运动的。
A.从右向左 B.从左向右
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为 ,加速度大小为 (结果均保留2位有效数字)
6.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)。
7.下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s,
(2)ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m,A、B两点间的时间间隔为 s;C点对应的速度是 m/s(计算结果保留三位有效数字),加速度为 m/s2。
8.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。
9.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)。
10.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中,必要的措施是 。
A.先释放小车再接通电源
B.先接通电源再释放小车
C.将小车放在靠近打点计时器的一端
D.将小车放在远离打点计时器的一端
(2)他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有9个点,图中未画出)。
,,,,,,则小车的加速度a= (充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度 m/s。(结果均保留两位有效数字)
11.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”)。
12.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)
13.(1)电磁打点计时器使用的电源是 (填“交流”或“交流”)电源,电源频率为时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为 s。
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C…五个点进行研究,这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。可求出A、C间的距离为 。
(3)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中:
(a)下列操作中正确的有 ;
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(b)某同学用如图(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为:
Ⅰ.打点计时器打下C点时小车的速度大小为 ;
Ⅱ.由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 。
14.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
15.在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验时,打点计时器应接在低压 (填“直流”或“交流”)电源上,每隔0.02s打一次点。如右图所示是某次实验的纸带,舍去前面比较密的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1,2,3.……那么相邻两个计数点之间的时间为 s,各计数点与0计数点之间的距离依次为,,,则物体通过1计数点的速度v1= ,通过2计数点的速度v2= 。(结果均保留两个有效数字)
16.某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的是 电源(“直流”或“交流”);
(2)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,按通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度 m/s(结果保留3位有效数字);
②该同学分别算出其他各点的速度:,,,,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ,并说明小车速度变化的规律 。
17.小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验:
(1)由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:打点计时器、直流电源、纸带、毫米刻度尺、钩码和小车、一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥,请你思考一下不妥之处是
(2)小明在实验过程中正确的做法是
A.先接通电源,后释放纸带
B.释放纸带的同时接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.使小车运动的加速度尽量小些
(3)小明经过实验获得如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点A,然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点,得到了A、B、C、D、E、F、G等几个计数点,测得x1=6.19 cm,x2=6.60cm,x3=6.98 cm,x4=7.39 cm,x5=7.80cm,x6=8.20cm。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为T,则T= s,则打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为vF= ,计算结果为vF= m/s(保留两位有效数字)。
(4)小车加速度表达式为a= ,计算结果为a= m/s2(保留两位有效数字)。
18.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 。
19.如图所示是一条打点计时器打出的纸带,电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。
(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格;(保留2位有效数字)
v0
v1
v2
v3
v4
v5
v6
数值/(m·s-1)
0
0.20
0.61
0.70
0.70
(2)以计数点0为计时起点,在直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图像;( )
(3)根据图像定性描述物体的运动情况。( )
20.研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s,通过第二个光电门的时间为0.010 s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2,若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
第6讲 实验1 探究小车速度随时间变化的规律
真题演练
1.(2016·天津·高考真题)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中必要的措施是 .
A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm.则小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s.(结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1)AB (2)0.80 0.40
【详解】①为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,故应将细线与木板保持水平;同时为了打点稳定,应先开电源再放纸带,故AB正确;本实验中只是研究匀变速直线运动,故不需要让小车的质量远大于钩码的质量;只要能让小车做匀加速运动即可,故C错误;由C的分析可知,只要摩擦力恒定即可,不需要平衡摩擦力,故D错误,故选AB.
②每两个计数点间有四个点没有画出,故两计数点间的时间间隔为;
根据逐差法可知,物体的加速度;
B点的速度等于AC段的平均速度,则有:.
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用,要注意明确实验原理,知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可,所以不需要平衡摩擦力,也不需要让小车的质量远大于钩码的质量.
2.(2016·海南·高考真题)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出).
根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:
(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为 m/s.在打出D点时,物块的速度大小为 m/s;(保留两位有效数字)
(2)物块的加速度大小为 m/s2.(保留两位有效数字)
【答案】 (1)0.56 0.96 (2)2.0
【详解】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得
模拟冲关
1.在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得、、、间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s;打点B时小车的速度大小 m/s;小车运动的加速度大小 m/s(保留两位小数)。
【答案】 电火花打点计时器 交流220V C 0.1 0.54 0.55 0.20
【详解】(1)[1]图乙是电火花打点计时器。
[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。
(2)[3]A.在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,再让物体运动,A错误;
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的电源电压不一样,B错误;
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,C正确;
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,D错误。
故选C。
(3)[4]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,相邻两个计数点间的时间间隔为
[5]从O点到C点的时间间隔
从O点到C点纸带的平均速度大小为
[6]打点B时
[7]由逐差法,有小车的加速度大小
2.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。
3.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
4.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。
5.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下45个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是 运动的。
A.从右向左 B.从左向右
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为 ,加速度大小为 (结果均保留2位有效数字)
【答案】 A 0.19 0.038
【详解】(1)[1]小车运动过程中减速,相同时间内位移逐渐减小,由图判断小车从右向左运动,A正确,B错误。
故选B。
(2)[2]滴水计时器每30s滴落46个小水滴,则两水滴之间的时间间隔为,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可解得A点的瞬时速度大小为
[3]由逐差法解得加速度为
可知加速度大小为,方向与运动方向相反。
6.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
7.下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s,
(2)ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m,A、B两点间的时间间隔为 s;C点对应的速度是 m/s(计算结果保留三位有效数字),加速度为 m/s2。
【答案】 0.02 0.0070 0.1 0.100 0.200
【详解】(1)[1]已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为
(2)[2]从图中读出A、B两点间距s=0.70 cm =0.0070m。
[3]纸带上每两个相邻计数点间有四个点没有画出,A、B两点间的时间间隔为
[4]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得C点对应的速度是
[5]由,可得加速度为
8.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。
9.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
10.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中,必要的措施是 。
A.先释放小车再接通电源
B.先接通电源再释放小车
C.将小车放在靠近打点计时器的一端
D.将小车放在远离打点计时器的一端
(2)他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有9个点,图中未画出)。
,,,,,,则小车的加速度a= (充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度 m/s。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 BC/CB 0.80 0.40
【详解】(1)[1] AB.实验时应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,A错误,B正确;
CD.为了充分利用纸带获取多的数据,应将小车放在靠近打点计时器的一端,C正确,D错误。
故选BC。
(2)[2]电源频率为100Hz,则打点计时器每隔0.01s打一个点,纸带上每相邻两个计数点间还有9个点,图中未画出,则知纸带上每相邻两个计数点间的时间间隔为
T=0.01×10s=0.1s
由运动学公式,可得小车的加速度
[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打点计时器在打B点时小车的速度
11.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。
12.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
13.(1)电磁打点计时器使用的电源是 (填“交流”或“交流”)电源,电源频率为时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为 s。
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C…五个点进行研究,这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。可求出A、C间的距离为 。
(3)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中:
(a)下列操作中正确的有 ;
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(b)某同学用如图(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为:
Ⅰ.打点计时器打下C点时小车的速度大小为 ;
Ⅱ.由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 。
【答案】 交流8V 0.1 3.15 AC/CA 0.30 0.40
【详解】(1)[1]电磁打点计时器使用的电源是交流8V。
[2]电源频率为时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
(2)[3]由题图可知 A、C间的距离为3.15cm。
(3)(a)[4] A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器,可以充分利用纸带,A正确;
B.打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端,B错误;
C.应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放小车,C正确;
D.电火花计时器应使用220V的交流电源,D错误。
故选AC。
(b)Ⅰ.[5]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得,打点计时器打下C点时小车的速度大小为
Ⅱ.[6]由可得小车的加速度大小为
14.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
15.在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验时,打点计时器应接在低压 (填“直流”或“交流”)电源上,每隔0.02s打一次点。如右图所示是某次实验的纸带,舍去前面比较密的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1,2,3.……那么相邻两个计数点之间的时间为 s,各计数点与0计数点之间的距离依次为,,,则物体通过1计数点的速度v1= ,通过2计数点的速度v2= 。(结果均保留两个有效数字)
【答案】 交流 0.1 0.38 0.53
【详解】[1]打点计时器应接在低压交流电源上。
[2]每隔0.02s打一次点,每5个连续点取1个计数点,相邻两个计数点之间的时间为
T=0.02×5s=0.1s
[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得物体经1计数点的速度
[4]物体经2计数点的速度
16.某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的是 电源(“直流”或“交流”);
(2)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,按通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度 m/s(结果保留3位有效数字);
②该同学分别算出其他各点的速度:,,,,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ,并说明小车速度变化的规律 。
【答案】 交流 BD/DB 0.280 小车速度随时间均匀变化(或增大)
【详解】(1)[1]常见的打点计时器使用的是交流电源。
(2)[2]ABC.由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通电源,再释放纸带,故AC错误,B正确;
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带在单位时间内的位移越小,即纸带运动的速度越小,故D正确。
故选BD。
(3)①[3]相邻两计数点间的时间间隔为
打D点时小车的速度等于C、E之间的平均速度,即
[4]描点作图如图所示。
[5]v-t图像为倾斜直线,说明小车速度随时间均匀变化(或增大)。
17.小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验:
(1)由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:打点计时器、直流电源、纸带、毫米刻度尺、钩码和小车、一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥,请你思考一下不妥之处是
(2)小明在实验过程中正确的做法是
A.先接通电源,后释放纸带
B.释放纸带的同时接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.使小车运动的加速度尽量小些
(3)小明经过实验获得如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点A,然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点,得到了A、B、C、D、E、F、G等几个计数点,测得x1=6.19 cm,x2=6.60cm,x3=6.98 cm,x4=7.39 cm,x5=7.80cm,x6=8.20cm。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为T,则T= s,则打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为vF= ,计算结果为vF= m/s(保留两位有效数字)。
(4)小车加速度表达式为a= ,计算结果为a= m/s2(保留两位有效数字)。
【答案】 直流电源应更换为交流电源 AC/CA 0.1 0.80 0.40
【详解】(1)[1]打点计时器使用的是交流电源,小明取的是直流电源,此处不妥,应更换为交流电源。
(2)[2] AB.先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放纸带,A正确,B错误;
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,纸带的利用率较高,C正确;
D.使小车运动的加速度适当大些,这样在纸带上相邻计数点间的间距会大些,位移测量误差会小些,D错误。
故选AC。
(3)[3]打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
[4]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得, 打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为
[5]代入数据解得
(4)[6]由匀变速直线运动的公式,可得小车加速度表达式为
[7]代入数据解得
18.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
19.如图所示是一条打点计时器打出的纸带,电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。
(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格;(保留2位有效数字)
v0
v1
v2
v3
v4
v5
v6
数值/(m·s-1)
0
0.20
0.61
0.70
0.70
(2)以计数点0为计时起点,在直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图像;( )
(3)根据图像定性描述物体的运动情况。( )
【答案】 0.40 0.69 物体在0~0.3s内做匀加速直线运动,在0.3~0.4s内做加速度减小的加速直线运动,在0.4~0.6s内做匀速直线运动
【详解】(1)[1][2]由于相邻两计数点之间还有四个点未画出,所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为
用对应时间段内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度,即
(2)[3]根据(1)表格中数据在直角坐标系中描点,作出v-t图像如图所示。
(3)[4]根据所作v-t图像并考虑到实验误差可知,物体在0~0.3s内做匀加速直线运动,在0.3~0.4s内做加速度减小的加速直线运动,在0.4~0.6s内做匀速直线运动。
20.研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s,通过第二个光电门的时间为0.010 s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2,若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
【答案】 偏小
【详解】[1]当时间极短时,一段时间内的平均速度近似等于这段时间内某时刻的瞬时速度,则滑块通过第一个光电门时,瞬时速度大小为
滑块通过第二个光电门时,瞬时速度大小为
根据加速度的定义式可知,滑块的加速度大小为
[2]从遮光条开始遮住第一个光电门计时,则v1是时刻的瞬时速度,v2是Δt+时刻的瞬时速度,从v1到v2运动的真实时间
Δt真=Δt+−
则加速度的真实值
将a真与a的表达式比较可知,滑块的加速度测量值与真实值相比偏小。
【点睛】
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。