内容正文:
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律(专题训练)【四大题型】
【考点1 探究小车速度随时间变化规律】 1
【考点2 计算某点的瞬时速度】 5
【考点3 用逐差法计算加速度】 8
【考点4 描绘实验的v-t图像并求加速度】 10
【考点1 探究小车速度随时间变化规律】
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列实验操作中,错误的是( )
A.打点计时器应使用交流电源
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电源
C.实验开始时,先释放小车,再接通打点计时器电源
D.打点结束后,先断开电源,再取下纸带
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( )
A.分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离,这样便于记录
B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
3.(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,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
4.某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带的一部分如图所示。打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为 s。
(2)从图中可读出C、D两点间的距离 cm。
(3)打点计时器打下B点时纸带的速度大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。
5.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都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A.释放纸带的同时,接通电源
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)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)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,分别标上和,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。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,打点时小车的速度 。
②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(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律 。
③根据图线求出小车运动的加速度 ;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 ,此速度的物理意义是 。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
6.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 。
7.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)。
8.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”)。
【考点2 计算某点的瞬时速度】
9.如图所示,这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹,已知打点计时器所接电源的周期为,要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度,下列做法中误差最小的是( )
A.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
B.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
C.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
D.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
10.(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,获得如图所示的纸带,A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两计数点的时间间隔为T,、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离,下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有( )
A. B.
C. D.
11.图示为某次实验中用打点计时器打出的一条纸带,已知纸带做的是匀变速直线运动,其中A、B、C为相邻的三个计数点,相邻计数点间还有四个点(图中未画出)。A、B、C三点与O点的距离,如图中所示,则打B点时纸带的速度= m/s,纸带运动的加速度a = m/s2。
12.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 。
13.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。( )
14.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”)。
15.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)。
【考点3 用逐差法计算加速度】
16.如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大
A. B. C. D.
17.(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学将打点计时器打出的三条纸带,分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条,按先后顺序一端对齐粘贴在一起.然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来,如图甲、乙、丙所示,则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律.以下说法正确的是( )
A.图甲表示物体处于静止
B.图乙表示物体做匀速直线运动
C.图乙表示物体的速度随时间均匀增加
D.图丙表示物体的速度先随时间均匀增加,后保持不变
18.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。
19.(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)
20.在《研究匀变速直线运动》的实验中。
(1)所用实验器材有:电火花打点计时器、纸带、小车、带滑轮的长木板、砝码、刻度尺、导线、电源等,其中电源必须是 ;
A.220V的蓄电池B.4~6V的低压交流电C.4~6V的干电池D.220V交流电
(2)如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,在纸带上选取图中A、B、C、D、E五个计数点,已知相邻的计数点间还有4个点未画出,打点计时器连接的电源频率为50Hz,根据纸带上所给出的数据,可计算出在打B点时小车的速度大小 m/s,小车运动的加速度大小 m/s2;(本小题两空计算结果均保留两位有效数字)
(3)打点时小车与纸带 (填左或右)端连接;
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,频率不变,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 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
21.如图是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带,打点计时器电源频率为f=50Hz,A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,点F不清晰,图中未标出。
①该同学通过观察确定该纸带表示的运动是匀变速直线运动,该同学的依据是 ;
②根据纸带上的数据,可推测F点在刻度尺上的位置,其读数应记为 cm,算出F点对应的速度大小为vF= m/s;(计算结果保留两位有效数字)
③若AB、BC、CD、DE、EG间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5,则加速度a= ;(用含x1、x2、x3、x4、x5及f表示加速度)
22.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到的一条纸带如图所示,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个相邻计数点间的距离为sn,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm,实验所用电磁打点计时器的电源频率为50Hz。
(1)相邻两个计数点间所对应的时间T= s,根据 确定小车做匀加速直线运动;
(2)计算此小车运动的加速度大小a= m/s2,请你依据本实验推断第6个计数点和第7个计数点之间的距离是 cm;
(3)如果当时交变电流的频率是f=49Hz,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 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【考点4 描绘实验的v-t图像并求加速度】
23.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示下列说法正确的是
A.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔秒打一个点
B.小车做匀速直线运动
C.小车在秒时的速度大小是
D.小车的加速度大小为
24.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电频率是50Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)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,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
25.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。
26.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,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。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
(1)所用实验器材除电火花打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、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.停表
E.天平
(2)在实验中,使用打点计时器操作步骤应先 再 (选填“释放纸带”或“接通电源”);
(3)根据纸带各点间距离判断,小车做 直线运动;
(4)由纸带可知,打点时小车的速度vD= ;
速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值(m/s)
0.400
0.479
0.640
0.721
将B、C、D、E、P各个时刻的瞬时速度标在如图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 。由v-t图象求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留二位有效数字)。
27.在学生实验“用打点计时器测速度”和“探究小车速度随时间变化的规律”中,都使用了电火花计时器,并打出纸带进行有关数据处理,已知所用交流电的频率是50Hz。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是 (可能有一个或多个正确选项);
A.实验中需用秒表记下运动的时间
B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器
C.先接通电火花计时器电源,然后放开小车
(2)有一次实验中某小组得到如图甲所示的纸带,并按照打点时间先后,依次选定了OABCDEF七个计数点(每两个计数点之间还有四个点没有画出),经过测量后计算得到相邻计数点间的距离。请根据实验数据,判断这个纸带做的是 (填“加速”、“匀速”或“减速”)。电火花计时器打下相邻两点的时间间隔是 s。根据纸带上可以计算得到加速度大小为 (结果保留两位小数);
(3)在“研究匀变速直线运动”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,最合理的方法是 。
A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
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2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律(专题训练)【四大题型】
【考点1 探究小车速度随时间变化规律】 1
【考点2 计算某点的瞬时速度】 10
【考点3 用逐差法计算加速度】 15
【考点4 描绘实验的v-t图像并求加速度】 20
【考点1 探究小车速度随时间变化规律】
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列实验操作中,错误的是( )
A.打点计时器应使用交流电源
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电源
C.实验开始时,先释放小车,再接通打点计时器电源
D.打点结束后,先断开电源,再取下纸带
【答案】C
【详解】A.打点计时器应使用交流电源,A正确;
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电源,B正确;
C.实验开始时,先接通打点计时器电源,在释放小车,C错误;
D.打点结束后,先断开电源,再取下纸带,D正确。
故选C。
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( )
A.分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离,这样便于记录
B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
【答案】C
【详解】A.测量每两个相邻计数点间的距离时,应该用毫米刻度尺的零刻度对准计时起点,一次读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个相邻计数点间距离的数值,故A错误;
BC。纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B错误,C正确;
D.选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s,故D错误。
故选C。
3.(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,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
【答案】AC
【详解】AC.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,为了尽可能增加纸带长度,且在纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,且应先接通电源,后释放小车,故AC正确;
B.打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端,故B错误;
D.电火花计时器应使用220V交流电源,故D错误。
故选AC。
4.某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带的一部分如图所示。打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为 s。
(2)从图中可读出C、D两点间的距离 cm。
(3)打点计时器打下B点时纸带的速度大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)0.02 (2)1.10 (3)0.40
【详解】(1)打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,由周期与频率的关系公式可得,在纸带上打下相邻两点的时间间隔为
(2)刻度尺的最小刻度是0.1cm,则从图中可读出C、D两点间的距离为
(3)由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打点计时器打下B点时纸带的速度大小为
5.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都是 电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔 s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A.释放纸带的同时,接通电源
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)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)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,分别标上和,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。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为 s,打点时小车的速度 。
②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(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律 。
③根据图线求出小车运动的加速度 ;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 ,此速度的物理意义是 。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 交流 0.02 (2)BD (3)刻度尺
(4) 0.10 小车速度随时间均匀增大 0.50 12.00 打A点时小车的速度
(5)偏大
【详解】(1)[1]常见的打点计时器使用的都是交流电源。
[2]当电源频率为时,每隔
打一个点。
(2)ABC.应先接通电源打点,待打点稳定后,再释放纸带运动,这样纸带可以得到充分利用,记录更多的数据,以减小实验误差,AC错误,B正确;
D.纸带上相邻两计数点间的时间间隔相同,纸带上的点迹越密集,说明在相同时间内纸带通过的距离越小,因此说明纸带运动的速度越小,D正确。
故选BD。
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,刻度尺用来测量纸带上计数点间距离。
(4)①[1]纸带上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。可知两计数点间的时间间隔为
[2]在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打点时小车的速度为
②[3]由,,,,,在坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)如图所示。
[4]由图像可知,在误差允许的范围内,小车速度随时间均匀增大,即小车做匀加速直线运动。
③[5]根据图线可得小车运动的加速度为
④[6]将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是。
[7]此速度的物理意义是打A点时小车的速度。
(5)实验时电源的实际频率小于50赫兹,则有
即打点周期实际大于0.02s,若仍按0.02s计算,由可知,那么速度的测量值比实际值偏大。
6.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。
7.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
8.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。
【考点2 计算某点的瞬时速度】
9.如图所示,这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹,已知打点计时器所接电源的周期为,要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度,下列做法中误差最小的是( )
A.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
B.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
C.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
D.测量出、两点间的距离,利用平均速度的公式,得出
【答案】B
【详解】AB.平均速度
当 无限趋近于零时,平均速度就等于瞬时速度,所以时间越短,位移越小,平均速度越接近瞬时速度,误差越小,A错误B正确;
CD.平均速度
当 无限趋近于零时,平均速度就等于瞬时速度, 但是当 无限趋近于零时,不是接近E点的位置,而是远离,所以误差越来越大,CD错误。
故选B。
10.(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,获得如图所示的纸带,A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两计数点的时间间隔为T,、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离,下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】若取CE段的平均速度表示D点小车速度,=,A、C错误,D正确;若取BF段的平均速度表示D点小车速度,=,B正确.
【点睛】在匀变速运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度.
11.图示为某次实验中用打点计时器打出的一条纸带,已知纸带做的是匀变速直线运动,其中A、B、C为相邻的三个计数点,相邻计数点间还有四个点(图中未画出)。A、B、C三点与O点的距离,如图中所示,则打B点时纸带的速度= m/s,纸带运动的加速度a = m/s2。
【答案】 2.219 8.08
【详解】[1] A、B、C为相邻的三个计数点,相邻计数点间还有四个点未画出,因此相邻两个计数点的打点周期为
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可得打B点时纸带的速度为
[2]根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,则纸带运动的加速度为
12.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
13.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。
14.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】
15.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
【考点3 用逐差法计算加速度】
16.如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】同一打点计时器打出的四条纸带,点迹间的时间间隔相等,设为T.根据逐差相等公式△x=aT2可知,点迹间位移差△x越大,加速度越大,据图可以看出,A图的点与点之间的距离差最大,故A的加速度最大.故A正确、BCD错误.故选A.
【点睛】打点计时器打点的时间间隔是相等的,观察纸带上点间的距离,根据物理规律解决问题.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
17.(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学将打点计时器打出的三条纸带,分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条,按先后顺序一端对齐粘贴在一起.然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来,如图甲、乙、丙所示,则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律.以下说法正确的是( )
A.图甲表示物体处于静止
B.图乙表示物体做匀速直线运动
C.图乙表示物体的速度随时间均匀增加
D.图丙表示物体的速度先随时间均匀增加,后保持不变
【答案】CD
【详解】试题分析:甲图中表示任意相等时间内发生的位移相等,表示物体做匀速直线运动,所以A错误;乙图中表示相等时间内的位移差值相等,根据△x=at2>0可知,物体做匀加速直线运动,所以B错误;根据△x="a" t2可知,物体做匀加速直线运动,所以C正确;根据以上分析可知,丙图表示物体先做匀加速直线运动后做匀速直线运动,所以D正确;故选CD.
考点:匀变速直线运动的规律
【名师点睛】应明确:①若在任意相等的时间内发生的位移都相等,则物体做匀速直线运动;②△=at2是判定是否是匀变速直线运动的判别式.
18.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
19.(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
20.在《研究匀变速直线运动》的实验中。
(1)所用实验器材有:电火花打点计时器、纸带、小车、带滑轮的长木板、砝码、刻度尺、导线、电源等,其中电源必须是 ;
A.220V的蓄电池B.4~6V的低压交流电C.4~6V的干电池D.220V交流电
(2)如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,在纸带上选取图中A、B、C、D、E五个计数点,已知相邻的计数点间还有4个点未画出,打点计时器连接的电源频率为50Hz,根据纸带上所给出的数据,可计算出在打B点时小车的速度大小 m/s,小车运动的加速度大小 m/s2;(本小题两空计算结果均保留两位有效数字)
(3)打点时小车与纸带 (填左或右)端连接;
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,频率不变,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 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】 D 0.80 2.0 左 不变
【详解】(1)[1]电火花打点计时器所用电源是220V交流电,故选D。
(2)[2]由题意可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
打B点时小车的速度大小为
[3]小车运动的加速度大小为
(3)[4]纸带上相邻两计数点间距从左往右逐渐增大,所以打点时小车与纸带左端连接。
(4)[5]交流电的频率不变,不影响打点计时器打点的时间间隔,对实验结果没影响,所以加速度的测量值与实际值相比不变。
21.如图是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带,打点计时器电源频率为f=50Hz,A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,点F不清晰,图中未标出。
①该同学通过观察确定该纸带表示的运动是匀变速直线运动,该同学的依据是 ;
②根据纸带上的数据,可推测F点在刻度尺上的位置,其读数应记为 cm,算出F点对应的速度大小为vF= m/s;(计算结果保留两位有效数字)
③若AB、BC、CD、DE、EG间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5,则加速度a= ;(用含x1、x2、x3、x4、x5及f表示加速度)
【答案】 连续相邻时间间隔的位移差相等,均为0.20cm,故纸带表示的运动是匀变速直线运动 5.00 0.70
【详解】(1)[1] 因为
连续相邻时间间隔的位移差相等,均为0.20cm,故纸带表示的运动是匀变速直线运动。
(2)[2]根据
则F点在刻度尺上的位置,其读数
[3] 时间间隔为
F点对应的速度
(3)[4] 加速度
22.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到的一条纸带如图所示,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个相邻计数点间的距离为sn,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm,实验所用电磁打点计时器的电源频率为50Hz。
(1)相邻两个计数点间所对应的时间T= s,根据 确定小车做匀加速直线运动;
(2)计算此小车运动的加速度大小a= m/s2,请你依据本实验推断第6个计数点和第7个计数点之间的距离是 cm;
(3)如果当时交变电流的频率是f=49Hz,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 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 0.1 连续相等时间内的位移之差是定值 1.92 12.48 偏大
【详解】(1)[1] 相邻两个计数点间时间间隔为
[2] 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量确定小车做匀加速直线运动。
(2)[3] 在连续相等时间内的位移之差
根据
小车运动的加速度大小
[4]根据
则
(3)[5] 当时交变电流的频率是f=49Hz,那么实际打点周期变大,根据运动学公式
真实的加速度值就会偏小,所以测量的加速度值是按照交流电频率50Hz计算的,则与真实的加速度值相比是偏大。
【考点4 描绘实验的v-t图像并求加速度】
23.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示下列说法正确的是
A.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔秒打一个点
B.小车做匀速直线运动
C.小车在秒时的速度大小是
D.小车的加速度大小为
【答案】C
【详解】由于电源频率为时,打点计时器每隔秒打一个点,故A错误;据图象知,小车做匀加速直线运动,在时的速度大小是,直线的斜率为,故BD错误,C正确.
24.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电频率是50Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)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,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
【答案】 A B CD/DC 0.400 0.803m/s2
【详解】(1)[1]因为打点计时器的频率为50Hz ,则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔,相邻的点迹(计时点)之间的时间间隔为0.02s ,故选A;
[2]可以用刻度尺测量出小车的位移大小,故选B;
[3]平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来。故选CD。
(2)[4]每两个相邻的计数点之间有四个点未画,则相邻的计数点之间的时间间隔为
根据速度公式可知,B点的瞬时速度
[5]根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线,如图所示
(3)[6]选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小,根据图像可知小车的加速度
25.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。
26.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,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。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
(1)所用实验器材除电火花打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、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.停表
E.天平
(2)在实验中,使用打点计时器操作步骤应先 再 (选填“释放纸带”或“接通电源”);
(3)根据纸带各点间距离判断,小车做 直线运动;
(4)由纸带可知,打点时小车的速度vD= ;
速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值(m/s)
0.400
0.479
0.640
0.721
将B、C、D、E、P各个时刻的瞬时速度标在如图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 。由v-t图象求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留二位有效数字)。
【答案】 AC 接通电源 释放纸带 加速 0.56m/s 见解析 0.80
【详解】(1)[1]打点计时器需要使用交流电源,测计数点间的距离需要刻度尺,该实验不需要直流电压、停表与天平,故选:AC。
(2)[2][3]为充分利用纸带实验时应先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带。
(3)[4]由图示纸带可知,在相邻相等时间间隔内,物体运动的位移逐渐变大,小车做加速直线运动。
(4)[5]小车在很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,打D点时小车的速度
[6]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,让尽可能多的点过直线,不能过直线的点对称分布在直线两侧,根据坐标系内描出的点作出图象如图所示
[7]由图示图象可知,小车的加速度
27.在学生实验“用打点计时器测速度”和“探究小车速度随时间变化的规律”中,都使用了电火花计时器,并打出纸带进行有关数据处理,已知所用交流电的频率是50Hz。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是 (可能有一个或多个正确选项);
A.实验中需用秒表记下运动的时间
B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器
C.先接通电火花计时器电源,然后放开小车
(2)有一次实验中某小组得到如图甲所示的纸带,并按照打点时间先后,依次选定了OABCDEF七个计数点(每两个计数点之间还有四个点没有画出),经过测量后计算得到相邻计数点间的距离。请根据实验数据,判断这个纸带做的是 (填“加速”、“匀速”或“减速”)。电火花计时器打下相邻两点的时间间隔是 s。根据纸带上可以计算得到加速度大小为 (结果保留两位小数);
(3)在“研究匀变速直线运动”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,最合理的方法是 。
A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【答案】 BC 加速 0.02 2.00 C
【详解】(1)[1]A.打点计时器本身是打点计时的仪器,不需要再使用秒表,A错误;
B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器,这样可以充分利用纸带,B正确;
C.在使用时应先接通电火花计时器电源,然后放开小车,这样可以打点稳定,C正确。
故选BC。
(2)[2]由图可知,打点计时器使用交变电流,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点,相同的时间间隔内相临位移越来越大,故物体做加速运动。
[3] 打点计时器使用交变电流,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点。
[4] 中间有四个点没有画出,故时间间隔为
由图可知,相邻相等的时间内位移分别为:; ; ; ; ; ;根据
可得
(3)[5]ACD.在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大;所以我们可以根据实验数据画出v-t图像,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式
算出加速度,这样误差最小,AD错误C正确;
B.根据实验数据画出v-t图像,当纵坐标取不同的标度时,图像的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式
算出的数值并不是加速度,B错误。
故选C。
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