
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
【實(shí)驗(yàn)器材】
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源。
【實(shí)驗(yàn)原理】
1、利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度:以紙帶上某點(diǎn)為中間時(shí)刻取一小段位移,用這段位移的平均速度表示這點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
2、用v-t圖像表示小車的運(yùn)動(dòng)情況:以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,用描點(diǎn)法畫出小車的v-t圖像,圖線的傾斜程度表示加速度的大小,如果v-t圖像是一條傾斜的直線,說明小車的速度是均勻變化的。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1、如圖所示,把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。
2、把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上槽碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。
3、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。
4、換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。
5、增減所掛槽碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】
1、采集數(shù)據(jù)
舍掉紙帶開頭一些過于密集的點(diǎn),找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),可選擇相隔0.1 s(或更短)的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量。
如圖所示,先測量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離:x1、x2、x3、x4、x5…,再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離:Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4,…,填入自己設(shè)計(jì)的表中。
2、求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度
(1)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度用平均速度來代替,即,,…
T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔,若交流電源頻率為50 Hz,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間隔4個(gè)點(diǎn)),則T=0.1 s。
(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析】
1、在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度,并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。
2、畫一條直線,讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn),不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè),偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì),如圖所示:
3、觀察所得到的直線,分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。
4、根據(jù)所畫v-t圖像求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=eq \f(Δv,Δt)。
(1)作圖時(shí),要用平滑曲線將這些點(diǎn)連起來,要讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上,不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)刪去,注意不可用折線連接。
(2)利用v-t圖像求加速度時(shí),應(yīng)選用直線上相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)來求直線的斜率,即加速度。不能采用量出直線的傾斜角,然后求出其正切值的方法來計(jì)算加速度,因?yàn)樵搩A斜角還與坐標(biāo)軸的標(biāo)度有關(guān)。
【注意事項(xiàng)】
1、開始放開小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
2、先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再放開小車。
3、打點(diǎn)完畢,立即關(guān)閉電源。
4、選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍掉開頭點(diǎn)跡密集部分,選取適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少。
5、不要分段測量各段距離,應(yīng)盡可能地一次測量完畢(可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離。
【考點(diǎn)1 計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度】
【典例1-1】(2022秋?廣安區(qū)校級(jí)月考)(多選)圖示紙帶記錄的為在研究勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中小車的運(yùn)動(dòng)情況,A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s,則( )
A.由圖可知紙帶的右側(cè)與小車相連
B.D點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為0.34m/s
C.運(yùn)動(dòng)小車的加速度大小為0.40m/s2
D.若電源實(shí)際頻率高于50Hz,計(jì)算時(shí)仍按照50Hz計(jì)算,則加速度大小的測量值比真實(shí)值偏大
【典例1-2】(2022秋?耀州區(qū)校級(jí)期末)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶中的某段如圖所示,若A、B、C、D、……相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為0.10s,由圖中給定的長度,
求:(1)從紙帶上打下A點(diǎn)到打下E點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)小車的平均速度大小是 m/s;
(2)打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vC大小是 m/s;
(3)小車的加速度大小a為 m/s2。
【變式1-1】(2022秋?鞍山期末)玩具小車在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過軌道上的A、B、C三點(diǎn)。為了測得小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小,測量了A、B、C三點(diǎn)的位置坐標(biāo)x1、x2、x3和依次經(jīng)過上述A、B、C三點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)刻t1、t2、t3,且t3﹣t2=t2﹣t1=T。則玩具小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 ,經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 。(用x1、x2、x3、T表示結(jié)果)
【變式1-2】(2022秋?雨花區(qū)期末)(多選)在研究自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度實(shí)驗(yàn)中,接通電源后將紙帶釋放,重物便拉著紙帶下落,紙帶被打出一系列點(diǎn)。其中一段紙帶如圖所示,在紙帶上取O、A、B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn),每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T、每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移依次為x1、x2、x3、x4、x5,下列說法正確的是( )
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先打出紙帶上的O點(diǎn),后打出E點(diǎn)
B.打下紙帶上的O點(diǎn)時(shí),該時(shí)刻重物的速度不一定為零
C.利用可以求紙帶上B點(diǎn)的速度
D.利用可以求紙帶加速度
【變式1-3】(2022秋?番禺區(qū)校級(jí)期末)如圖為測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度實(shí)驗(yàn)中得到一段紙帶,是一次實(shí)驗(yàn)中記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A,B,C,D,E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,該小車運(yùn)動(dòng)的加速度a及計(jì)數(shù)點(diǎn)D的瞬時(shí)速度v分別為( )
A.2m/s2,2.1m/sB.2.1m/s2,2m/s
C.2.1m/s2,210m/sD.10m/s2,10.5m/s
【考點(diǎn)2 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律】
【典例2-1】(2022秋?南陽期中)某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,選出了如圖(a)所示的一條紙帶(每兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來),紙帶上方的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。
(1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計(jì)算打下A、B、C、D、E點(diǎn)時(shí)小車的瞬間速度并填在下表中(保留3位小數(shù))。
(2)在圖(b)中畫出小車的v﹣t圖像。
(3)根據(jù)v﹣t圖像求出該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為 m/s2(結(jié)果保留2位小數(shù))。
【典例2-2】(2023春?龍鳳區(qū)校級(jí)期末)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中:
(1)下列操作中正確的是 ;
A.在釋放小車前,小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該安裝在長木板有滑輪的這一端
C.應(yīng)該先接通電源,后釋放小車
D.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)該使用220V直流電源
(2)某同學(xué)用如圖1所示的裝置,打出的一條紙帶如圖2所示,其中ABCDE為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。
①實(shí)驗(yàn)時(shí)該紙帶的 端是和小車相連的;(選填“左”或“右”)
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為 m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
③由紙帶上所示數(shù)據(jù)可算得小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
【變式2-1】(2023?撫松縣校級(jí)一模)某同學(xué)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶并用一把毫米刻度尺測量了各點(diǎn)間的距離,如圖所示,圖中四個(gè)數(shù)中不符合正確讀數(shù)要求的是 (填數(shù)值)。若紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,則B點(diǎn)對應(yīng)的小車速度vB= m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2.(均保留兩位有效數(shù)字)
【變式2-2】(2023春?沈陽期末)小開同學(xué)在探究“小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”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,在紙帶上確定出O、A、B、C、D、E、F共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,測出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為s1=1.51cm,s2=1.98cm,s3=2.45cm,s4=2.93cm,s5=3.40cm,s6=3.88cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f=50Hz,每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。
(1)(多選)下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說法正確的是 。
A.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先釋放紙帶,再打開電源
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上
C.使小車運(yùn)動(dòng)的速度盡量小些
D.舍去紙帶上密集的點(diǎn),利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠贮c(diǎn)進(jìn)行測量、計(jì)算
E.釋放小車時(shí),應(yīng)將其靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,以便打出更多的點(diǎn)進(jìn)行探究
(2)兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 s。
(3)打D點(diǎn)時(shí)小車的速度vD= (計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))m/s;小車的加速度a= (計(jì)算結(jié)果保留整數(shù))m/s2。
【考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新】
【典例3-1】(2022秋?城區(qū)校級(jí)月考)用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器更能精確地測量物體的瞬時(shí)速度。如圖所示,滑塊在牽引力作用下先后通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1=0.19s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間Δt2=0.05s,遮光板的寬度為2.0cm。下列問題(2)、(3)中計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)。
(1)滑塊經(jīng)過光電門的速度可用遮光板擋光時(shí)間內(nèi)的 速度表示。
(2)滑塊經(jīng)過第一個(gè)光電門的速度大小為 m/s。
(3)滑塊經(jīng)過第二個(gè)光電門的速度大小為 m/s。
(4)若用寬度是1cm的遮光板,測量誤差越 (填“大”或“小”)。
【變式3-1】(2022秋?黃浦區(qū)校級(jí)期中)利用如圖所示的裝置,某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方法測定斜面上運(yùn)動(dòng)滑塊的瞬時(shí)速度.
方法(1):擋光片固定在滑塊中央,事先測定擋光片的寬度為L(很窄).當(dāng)滑塊經(jīng)過斜面上的B點(diǎn)時(shí),固定在B點(diǎn)的光電門(圖中沒有畫出)測出擋光片經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)間為Δt,則擋光片經(jīng)過B點(diǎn)的速度為 .若滑塊不能視為質(zhì)點(diǎn),則測得的速度與滑塊最右端到達(dá)B的速度相比 (填“偏大”、“相等”、“偏小”)。
方法(2):在滑塊上安裝位移傳感器.滑塊勻加速下滑過程中,通過v﹣t圖測出加速度為a,滑塊的前端到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的位移為x,滑塊前端到達(dá)B點(diǎn)的速度為 ,用時(shí)為 。
【變式3-2】(2022秋?深圳期末)頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中,頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光,在膠片上記錄下物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。圖1是小球自由下落時(shí)的頻閃照片示意圖,頻閃儀每隔T=s閃光一次。
(1)表格中已給出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的瞬時(shí)速度且在圖中標(biāo)出,請計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的速度并在圖2中標(biāo)出來,同時(shí)擬合出v﹣t圖像。
(2)以下用來測量加速度的方法,可行的有 。
方法A:由,取平均值
方法B:由,取平均值
方法C:從v﹣t圖線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度和時(shí)刻,用公式a=算出加速度
方法D:用量角器量出v﹣t圖線的傾角θ,查三角函數(shù)表得到tanθ,則加速度a=tanθ
(3)用表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從理論上講,對Δt的要求是 (選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從實(shí)驗(yàn)的角度看,選取的Δx大小與速度測量的誤差
(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。
1.(2023?平谷區(qū)一模)把紙帶的下端固定在重物上,紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,上端用手提著。接通電源后將紙帶釋放,重物拉著紙帶下落,紙帶被打出一系列點(diǎn),其中一段如圖所示。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打A點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度為vA。通過測量和計(jì)算,得出了AB兩點(diǎn)間的平均速度為v1,AC兩點(diǎn)間的平均速度為v2。下列說法正確的是( )
A.v1更接近vA,且v1小于vA B.v1更接近vA,且v1大于vA
C.v2更接近vA,且v2小于vA D.v2更接近vA,且v2大于vA
2.(2023?雨花臺(tái)區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)在“測量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”的實(shí)驗(yàn)中,獲得一段紙帶如圖所示,A、B、C、D為相鄰的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s。測得AB=1.80cm,BC=2.00cm,CD=2.20cm,則( )
A.時(shí)間間隔為0.1s應(yīng)該用秒表測量 B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車再接通電源
C.打C點(diǎn)時(shí),小車的速度為0.42m/s D.小車運(yùn)動(dòng)的加速度是0.2m/s2
3.(2022秋?海淀區(qū)校級(jí)期末)為測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0cm的遮光板,如圖所示,滑塊在牽引力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),先后通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1=0.300s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2=0.100s,遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt=4.000s,則下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.滑塊通過第一個(gè)光電門的速度為0.1m/s
B.滑塊的加速度為5.0cm/s2
C.兩光電門之間的距離為0.8m
D.滑塊通過兩光電門中點(diǎn)的速度為0.2m/s
4.(2022秋?懷柔區(qū)期末)為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為5.0mm的遮光條。如圖所示,滑塊在牽引力作用下先后通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過第一光電門的時(shí)間Δt1為0.020s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間Δt2為0.005s,遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間t為2.5s,估算滑塊的加速度大小為( )
A.1.5m/s2B.0.5m/s2C.0.3m/s2D.15m/s2
5.(2022秋?虹口區(qū)校級(jí)期中)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以用來測量物體運(yùn)動(dòng)的加速度a,方法是讓“工”字形金屬片自由下落通過光電門,測量擋光片通過光電門時(shí)的速度,從而算出加速度。“工”字形金屬片中間立柱長為h,上、下兩塊擋光片A、B足夠窄,寬度均為d,擋光時(shí)間由跟光電門相連的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下來。若下?lián)豕馄珺通過光電門的時(shí)間為t1,上擋光片A通過光電門的時(shí)間為t2,t1 t2(填“>”、“<”、“=”),“工”字形金屬片的加速度 。
6.(2022秋?虹口區(qū)校級(jí)期中)“用DIS測定瞬時(shí)速度”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,擋光片寬度為2cm,當(dāng)小車從高處加速滑下時(shí),實(shí)驗(yàn)中擋光片通過光電門的時(shí)間為0.02s,則小車上的擋光片開始擋光時(shí)的近似瞬時(shí)速度為 m/s,這樣計(jì)算出的瞬時(shí)速度值相比真實(shí)的瞬時(shí)速度值 (選填“偏大”、“偏小”或“兩者相等”)。
7.(2023?南寧一模)某研究小組利用如圖甲的裝置體驗(yàn)“伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)研究”的探究過程,滑塊在斜面上由靜止釋放后沿直線下滑時(shí),固定在斜面上端的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在與滑塊相連的紙帶上打點(diǎn)。在紙帶上選取點(diǎn)跡清晰的某點(diǎn)記為A點(diǎn),A、B、C、D、E、P為紙帶上標(biāo)出的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙所示,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為f。
(1)下列說法正確的是 。(單選)
A.所用斜面必須光滑
B.此實(shí)驗(yàn)還需要使用刻度尺
C.選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比電火花計(jì)時(shí)器誤差小
(2)用給出和測量的物理量表示B點(diǎn)的速度v= 。該小組同學(xué)用圖像處理數(shù)據(jù),從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí),擬合了圖像,圖像為直線,直線的斜率為k,則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a= 。(用k表示)
8.(2023春?保定期末)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶,并取其中的A、B、C、D、E、F、G七個(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究,這七個(gè)點(diǎn)和刻度尺標(biāo)度的對照情況如圖所示。(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz)
(1)通過測量不難發(fā)現(xiàn),(xBC﹣xAB)與(xCD﹣xBC)、(xDE﹣xCD)、…基本相等。這表明,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍之內(nèi),拖動(dòng)紙帶的小車做的是 運(yùn)動(dòng)。
(2)打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vB= m/s。(小數(shù)點(diǎn)后保留三位)
(3)經(jīng)過合理的數(shù)據(jù)處理后,可以求得加速度a= m/s2。(小數(shù)點(diǎn)后保留三位)
9.(2023春?雨花區(qū)校級(jí)期末)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶如圖乙所示。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)必要的措施是 。(填正確選項(xiàng)前的字母標(biāo)號(hào))
A.細(xì)線必須與長木板平行 B.先接通電源再釋放小車
C.小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 D.平衡小車與長木板間的摩擦力
(2)圖乙中A、B、C、D、E、F、G為依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出),已知s1=7.08cm,s2=7.70cm,s3=8.29cm,s4=8.91cm,s5=9.50cm,s6=10.11cm,則打E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為 m/s,小車的加速度大小為 m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是49Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測量值與實(shí)際值相比 (選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
10.(2023?未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶,紙帶的一部分如圖1所示,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s。該同學(xué)講紙帶從每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處截?cái)啵玫?條短紙帶,再把6條短紙帶的下端對齊貼在紙上,以紙帶下端為橫軸建立直角坐標(biāo)系,并將刻尺邊緣緊靠縱軸,其示數(shù)如圖2所示(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(1)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“5”時(shí)小車的速度大小為 m/s;
(2)小車的加速度大小為 m/s2;
(3)在某次實(shí)驗(yàn)中,若該同學(xué)所用交流電的頻率大于50Hz,則加速度的測量值 (選填“>”“=”“<”)真實(shí)值。
11.(2021秋?秀嶼區(qū)校級(jí)期末)如圖為接在50Hz低壓交流電源上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶,圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn),但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒有畫出。由圖數(shù)據(jù)可求得:(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(1)該物體的加速度為 m/s2。
(2)第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離約為 cm。
(3)打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度為 m/s。
12.(2023?海珠區(qū)校級(jí)開學(xué))某同學(xué)利用圖甲示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)實(shí)驗(yàn)中必要的措施是 。
A.先釋放小車再接通電源
B.先接通電源再釋放小車
C.小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量
D.必須平衡小車與長木板間的摩擦力
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,紙帶打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示,每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。圖中注明了各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果,則打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為 m/s,小車的加速度a= m/s2(以上計(jì)算結(jié)果均保留三位小數(shù))。
13.(2022秋?大豐區(qū)校級(jí)期中)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖甲所示,在調(diào)整好儀器后,正確操作得到點(diǎn)跡清晰的紙帶。
(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是 。(單選)
A.調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行
B.釋放小車前,應(yīng)讓小車靠近定滑輪
C.接通電源的同時(shí),釋放小車
D.用刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間距離時(shí),必須移動(dòng)刻度尺分別測量每段長度
(2)如圖乙所示是某同學(xué)一次實(shí)驗(yàn)得到小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,他進(jìn)行如下數(shù)據(jù)處理:在紙帶上連續(xù)選取六個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D、E、F并測得A、C兩點(diǎn)間的距離為x1,B、D兩點(diǎn)間的距離為x2,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電源的頻率為f,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下B點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小vB= ,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a= 。
(3)如圖丙、丁所示是兩位同學(xué)用同一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分別作出的小車運(yùn)動(dòng)v﹣t圖像,你認(rèn)為作圖正確的是 。
14.(2022秋?保定期中)用如圖甲所示的裝置來研究重物自由下落的運(yùn)動(dòng)情況,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz,某次打點(diǎn)獲得的紙帶如圖乙所示。依次選取5個(gè)點(diǎn),分別標(biāo)記為1、2、3、4、5,用刻度尺測得它們到0點(diǎn)的長度。
(1)通過計(jì)算得到計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4的速度分別為v2=1.27m/s;v3= m/s;v4=1.66m/s。
(2)根據(jù)所給數(shù)據(jù),求得重物下落的加速度a= m/s2。
(3)跟當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋╣=9.80m/s2)比較,a g(填<、>、=),說明出現(xiàn)這個(gè)結(jié)論的主要原因 。
位置編號(hào)
0
1
2
3
4
5
6
…
時(shí)間t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1/(m·s-1)
v2/(m·s-1)
v3/(m·s-1)
…
位置
A
B
C
D
E
v/(m?s﹣1)
計(jì)數(shù)點(diǎn)
A
B
C
D
E
對應(yīng)的速度
vA=0.66m/s
vB=0.98m/s
vD=1.64m/s
vE=1.97m/s
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