1.實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理
(1)由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法
如圖所示,0、1、2、···為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn),x1、x2、x3、···為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法
①用“逐差法”求加速度
根據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)求出,
再算出平均值
②用圖像法求加速度
先根據(jù)以求出所選的各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度,后作出v-t圖像,圖線的斜率為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。
2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)按圖把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。
(2)把細(xì)繩的一端固定在小車上,跨過滑輪后在另一端掛上適量的鉤碼,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后一端固定在小車上,用手拉住小車。
(3)先接通電源,后放開小車,讓小車運(yùn)動(dòng),這樣打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn),取下紙帶,更換新紙帶,至少重復(fù)3次。
(4)選取點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行研究,舍去開頭比較密集的點(diǎn),確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn),每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),使時(shí)間間隔為T=0.1s。
(5)用毫米刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離、、?。用逐差法計(jì)算加速度的值,最后求其平均值(計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度,作出v-t圖像,求得直線的斜率即小車運(yùn)動(dòng)的加速度)。
典例1:(2022·浙江·高考真題)(1)①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,長(zhǎng)木板水平放置,細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行。圖2是打出紙帶的一部分,以計(jì)數(shù)點(diǎn)O為位移測(cè)量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn),則打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為______cm。由圖3中小車運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),求得加速度為______m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。
②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),需調(diào)整的是______。
A.換成質(zhì)量更小的小車 B.調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜程度
C.把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼 D.改變連接小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板的夾角
(2)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示,在該實(shí)驗(yàn)中,
①下列說(shuō)法正確的是______;
A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤,穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同
B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下,確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)
C.測(cè)量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦
D.測(cè)量時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板
②若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要______(選填“2”、“3”或“4”)次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)。
【答案】(1) 6.15~6.25 1.7 ~2.1 BC (2) D 3
【規(guī)范答題】(1)[1]依題意,打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,6.15cm~6.25cm也可;
[2] 由圖3中小車運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),有
考慮到偶然誤差,1.7m/s2~2.1 m/s2也可;
[3] A.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量,所以不需要換質(zhì)量更小的車,故A錯(cuò)誤;
B.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,所以需要將長(zhǎng)木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?,故B正確;
C.以系統(tǒng)為研究對(duì)象,依題意“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)有
考慮到實(shí)際情況,即,有
則可知
而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證所懸掛質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,即;可知目前實(shí)驗(yàn)條件不滿足,所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼,以滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所懸掛物體的質(zhì)量,故C正確;
D.實(shí)驗(yàn)過程中,需將連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板始終保持平行,與之前的相同,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
(2)[4] A.在不超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件下,使拉力適當(dāng)大些,不必使兩只測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,故A錯(cuò)誤;
B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下,確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)就可以了,故B錯(cuò)誤;
C.實(shí)驗(yàn)中拉彈簧秤時(shí),只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為彈簧對(duì)細(xì)繩的拉力相等,與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;
D.為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板,故D正確。
故選D。
[5] 若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn),用手拉住一條細(xì)繩,用彈簧稱拉住另一條細(xì)繩,互成角度的拉橡皮條,使其結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一點(diǎn)O,記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個(gè)拉力的方向;交換彈簧稱和手所拉細(xì)繩的位置,再次將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn),使兩力的方向與原來(lái)兩力方向相同,并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)F2;只有一個(gè)彈簧稱將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn),并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向;所以若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O。
典例2:(2019·全國(guó)·高考真題)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究.物塊拖動(dòng)紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz,紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出.在ABCDE五個(gè)點(diǎn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn),在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字);物塊下滑的加速度大小為_____m/s2(保留2位有效數(shù)字).
【答案】A 0.233 0.75
【規(guī)范答題】分析可知,物塊沿傾斜長(zhǎng)木板最勻加速直線運(yùn)動(dòng),紙帶上的點(diǎn)跡,從A到E,間隔越來(lái)越大,可知,物塊跟紙帶的左端相連,紙帶上最先打出的是A點(diǎn);在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)瞬間,物塊的速度;根據(jù)逐差法可知,物塊下滑的加速度.
故本題正確答案為:A;0.233;0.75.
1.(2022·新疆喀什·一模)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,如圖所示的是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。
(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得 vB=16.50cm/s,vC=___cm/s,vD=26.30cm/s;
(2)利用求得的數(shù)值在如圖所示的坐標(biāo)系中做出小車的v—t圖線(以打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí))( ),并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=___m/s2;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是____cm/s,此速度的物理意義是______。
【答案】 (1)21.40 (2) 0.49 (3)11.60 開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度(即表示小車在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度)
【規(guī)范答題】(1)[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率是50Hz時(shí),它們每隔0.02s打一次點(diǎn),根據(jù)題意可知:每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,因此計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,因此有
(2)[2]描點(diǎn)作圖,用平滑曲線連接,如圖所示
[3]速度圖象中斜率即加速度,所以
(3)[4]將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是11.60cm/s;
[5]此速度的物理意義是:開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度(即表示小車在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度)。
2.(2022·湖南婁底·模擬預(yù)測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組做“探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)___________(選填“需要”或“不需要”)用墊塊墊高長(zhǎng)木板右端以平衡摩擦力;
(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一段紙帶如圖乙所示,其中每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),可以計(jì)算出小車的加速度大小為___________;
(3)如果使用的是電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓略低于220V,測(cè)出的加速度___________(選填“大于”“小于”或“等于”)小車的實(shí)際加速度。
【答案】(1)不需要 (2) 1.90 (3)等于
【規(guī)范答題】(1)[1]因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)只需要測(cè)出小車的加速度,不涉及其受力情況,故不需要平衡摩擦力;
(2)[2]根據(jù)逐差法,可得
(3)[3]實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓略低不會(huì)對(duì)打點(diǎn)周期有影響,只要打點(diǎn)清晰,測(cè)出的加速度與實(shí)際加速度相等。
3.(2022·天津·模擬預(yù)測(cè))在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中:
①本實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有____
A.電壓合適的50Hz交流電源
B.電壓可調(diào)的直流電源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
②如圖給出了從0點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶,其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)得:,,,,,。相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔用T表示,那么:
計(jì)數(shù)點(diǎn)3處的瞬時(shí)速度的大小是 ______ m/s,加速度的大小是 ______ 。(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)若當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz,但是做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么由此測(cè)量計(jì)算出的加速度值比實(shí)際值偏 ______ 。(填“大”或“小”)
【答案】①AC ②0.26 0.50 大
【規(guī)范答題】①[1]使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是需要用電壓合適的交流電源;處理紙帶時(shí)需要用刻度尺,而質(zhì)量不需要測(cè)量,對(duì)于時(shí)間,可通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)確定,不需要使用秒表,故選AC;
②[2]相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn),則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度得
[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式
可以求出加速度的大小,得
[4]如果在某次實(shí)驗(yàn)中,交流電的頻率49Hz,f<50Hz,所以計(jì)算時(shí)所用打點(diǎn)周期比真實(shí)周期偏小,所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大的。
4.(2022·廣東佛山·模擬預(yù)測(cè))(1)圖甲所示裝置是高中物理實(shí)驗(yàn)中的常用裝置(天平、刻度尺未畫出),下列僅使用圖甲所示裝置能完成的實(shí)驗(yàn)有______;
A.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.探究功與速度變化的關(guān)系
C.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 D.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
(2)用該裝置做探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn):
(?。┰诖藢?shí)驗(yàn)中______(填“需要”或“不需要”)平衡木板對(duì)小車的摩擦力;
(ⅱ)第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車上放置一重物,鉤碼的質(zhì)量為10g,第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)從小車上取下該重物,保持鉤碼的質(zhì)量不變,根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)得到的圖像如圖乙所示,圖線______(填“①”或“②”)是第二次實(shí)驗(yàn)獲得的。圖丙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50 Hz,則小車在D點(diǎn)的速度大小為______m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
【答案】(1)ABC (2)不需要 ① 1.9
【規(guī)范答題】(1)[1]圖甲所示裝置中小車在鉤碼牽引作用下可以做勻變速直線運(yùn)動(dòng),通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以獲取小車的速度和加速度信息,在進(jìn)行了平衡摩擦力操作之后,通過使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量可以近似認(rèn)為小車所受合外力等于鉤碼重力,進(jìn)而可以通過測(cè)量鉤碼下降的高度來(lái)計(jì)算合外力做功,因此運(yùn)用此裝置可以進(jìn)行研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究功與速度變化的關(guān)系和探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),但不能進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,原因是平衡摩擦力只是用重力的分力來(lái)抵消摩擦力的作用效果,小車本身仍受摩擦力作用,機(jī)械能不守恒。
故選ABC。
(2)(i)[2]用該裝置做探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),只需小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)即可,摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)本身無(wú)影響,所以不需要平衡摩擦力;
(ii)[3]根據(jù)牛頓第二定律可推知,第一次實(shí)驗(yàn)小車的加速度小于第二次實(shí)驗(yàn)小車的加速度,再根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度可推知圖線①的加速度較大,是第二次實(shí)驗(yàn)獲得的。
[4]由題圖丙可知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為
小車在D點(diǎn)的速度大小等于小車在C、E兩點(diǎn)間的平均速度大小,即
5.(2022·河南·模擬預(yù)測(cè))某小組做“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),三位同學(xué)的操作分別如圖中的①、②、③所示。你認(rèn)為正確的操作應(yīng)該是___________(選填“①”、“②”或“③”)。操作正確后得到一條紙帶如圖所示,丁同學(xué)在紙帶上選取a、b、c、d、e五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并測(cè)量出它們的間距分別為x1、x2、、,則小車的加速度___________。(已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為f)
【答案】 ①
【規(guī)范答題】[1]紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)從限位孔穿過并使紙帶放置在復(fù)寫紙下方,只有①符合規(guī)范,故選①;
[2]設(shè)每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為T,由逐差法可知小車的加速度
由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn),所以
聯(lián)立解得
6.(2022·廣東·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究自由落體運(yùn)動(dòng)。
(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,下端連接重物;
②豎直提起紙帶和重物,使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先___________,后___________,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn);
③更換紙帶,重復(fù)①②的操作。
(2)他挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析,如圖所示。其中O點(diǎn)為起始點(diǎn),A、B、C、D、E、F為六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算打點(diǎn)到D點(diǎn)時(shí)重錘的速度應(yīng)該選擇___________(填“BF段”,“CE段”)來(lái)計(jì)算,打C點(diǎn)時(shí)重錘的速度=___________m/s(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
【答案】(1)接通電源 釋放紙帶(釋放重物) (2)CE 2.21
【規(guī)范答題】(1)②[1][2]如果先釋放紙帶后接通電源,有可能會(huì)出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)一段距離,電源才被接通,那么紙帶上只有很小的一段能打上點(diǎn),大部分紙帶沒有打上點(diǎn),紙帶的利用率太低;所以應(yīng)當(dāng)先接通電源,后釋放紙帶。
(2)[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度,可知計(jì)算打點(diǎn)到D點(diǎn)時(shí)重錘的速度應(yīng)該選擇CE段,誤差更小。
[4]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度,由此可以求出C點(diǎn)的速度大小為
7.(2022·浙江杭州·二模)小明用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,請(qǐng)回答下列相關(guān)問題:
①下列說(shuō)法正確的是______(填字母)。
A.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)該把圖示木板的左端適當(dāng)墊高,以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力
B.小車前端掛的重物必須要選擇質(zhì)量很小的
C.調(diào)節(jié)定滑輪的高度,以保證細(xì)繩方向與小車運(yùn)動(dòng)軌道(木板)平行
D.打點(diǎn)結(jié)束后,先取下小車上的紙帶處理數(shù)據(jù),再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過正確操作后,得到了一條打點(diǎn)清晰的紙帶;在紙帶上挑選出六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)算出相應(yīng)的速度,并將其描繪在圖像中(如圖所示),下列說(shuō)法正確的是( )
A.為充分利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)把描出的六個(gè)點(diǎn)全部連接起來(lái)
B.根據(jù)圖中所描的點(diǎn)可認(rèn)為小車的速度隨著時(shí)間均勻增加
C.應(yīng)連成一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,明顯偏離直線的點(diǎn)不用考慮
D.應(yīng)從描出的六個(gè)點(diǎn)中取相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車的加速度
【答案】①C ②B
【規(guī)范答題】①[1]AB.在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律時(shí),只要小車做勻加速運(yùn)動(dòng)即可,所以不必須將木板一端墊高,也不必讓重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,故AB錯(cuò)誤;
C.為了保證小車做勻加速運(yùn)動(dòng),應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度,以保證細(xì)繩方向與小車運(yùn)動(dòng)軌道(木板)平行,故C正確;
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)先關(guān)電源,然后再取下紙帶,故D錯(cuò)誤。
②A.為充分利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上,舍棄明顯偏離直線的點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)圖中所描的點(diǎn)可認(rèn)為小車的速度隨著時(shí)間均勻增加,故B正確;
C.由于所選計(jì)數(shù)點(diǎn)不是從零時(shí)刻開始,所以規(guī)定的零時(shí)刻速度不為零,所以直線不過原點(diǎn),故C錯(cuò)誤;
D.應(yīng)由圖線上任意兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度及時(shí)間,用公式算出加速度,故D錯(cuò)誤。
8.(2022·重慶·三模)某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,先后在紙帶上確定出、、、、、、共個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為。
(1)在實(shí)驗(yàn)中,使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)______填“先釋放紙帶再接通電源”或“先接通電源再釋放紙帶”。
(2)為了計(jì)算打這個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小,我們需要測(cè)量的物理量是______,測(cè)得該物理量為______,計(jì)算得到點(diǎn)的速度為______。
(3)你能根據(jù)圖中的點(diǎn)跡判斷小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是______,你的判斷依據(jù)是______。
(4)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度為______。
【答案】(1)先接通電源再釋放紙帶 (2)之間的距離 8.00 0.4 (3)勻加速直線運(yùn)動(dòng) 小車在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大,且連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差幾乎相等 (4) 0.80
【規(guī)范答題】(1)[1]在實(shí)驗(yàn)中,使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接通電源再釋放紙帶;
(2)[2][3][4]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程的平均速度,則要測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)速度,需要測(cè)量的是之間的距離,測(cè)得該物理量為
則點(diǎn)的速度為
(3)[5][6]小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是勻加速直線運(yùn)動(dòng),判斷的依據(jù)是小車在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大,且連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差幾乎相等。
(4)[7]根據(jù)逐差法可知,小車的加速度大小為
9.(2022·遼寧葫蘆島·一模)依據(jù)伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中描述的實(shí)驗(yàn)方案,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),操作步驟如下:
①讓滑塊從距離擋板s處由靜止下滑,同時(shí)打開水箱閥門,讓水流到量筒中(假設(shè)水流均勻穩(wěn)定);
②當(dāng)滑塊碰到擋板時(shí)關(guān)閉閥門;
③記錄量筒收集的水量V;
④改變s,重復(fù)以上操作;
⑤將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中。
(1)該實(shí)驗(yàn)用量筒中收集的水量來(lái)表示滑塊下滑的___________;
A.位移 B.時(shí)間 C.速度 D.加速度
(2)若保持下滑的距離s不變,僅增大滑塊的質(zhì)量,水量V將_________(選填“增大”、“不變”或“減小”);
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到s與________(選填“V”、“V-1”或“V2”)成正比,由此可得滑塊沿斜面下滑做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
【答案】(1)B (2)不變 (3) V2
【規(guī)范答題】(1)[1]因單位時(shí)間流出的水量是不變的,則該實(shí)驗(yàn)用量筒中收集的水量來(lái)表示滑塊下滑的時(shí)間,故選B;
(2)[2]僅增大滑塊的質(zhì)量,根據(jù)
可知,加速度不變,若保持下滑的距離s不變,則時(shí)間不變,則水量V將不變;
(3)[3]因
V=kt
根據(jù)
即若得到s與V2成正比,可得滑塊沿斜面下滑做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
10.(2022·福建·模擬預(yù)測(cè))在探究豎直向下的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程中,我們利用電火花計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過程,以下是某組同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,如圖所示,已知每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是,用刻度尺測(cè)得,,,,,。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求兩限位孔在同一豎直線上
B.開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候應(yīng)先釋放紙帶再接通電源
C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在的交流電源上
D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在的交流電源上
(2)計(jì)算出打下點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度是________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)根據(jù)逐差法求出重物下落的加速度大小________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【答案】(1) AC (2) 0.98 (3)9.78 (4)偏小
【規(guī)范答題】(1)[1]A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝要求兩限位孔在同一豎直線上,以減小紙帶與限位孔間阻力的影響,故A正確;
B.開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候應(yīng)先接通電源后釋放紙帶,故B錯(cuò)誤;
CD.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
(2)[2]打下點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度
(3)[3]根據(jù)逐差法得加速度
。
(4)[4]如果在某次實(shí)驗(yàn)中,交流電的頻率為,,那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知偏小,即測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比偏小。

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