實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動,一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二 實(shí)驗(yàn)器材,三 實(shí)驗(yàn)步驟,四 數(shù)據(jù)處理,基礎(chǔ)過關(guān),五 誤差分析,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析,考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)拓展和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,考點(diǎn)突破,基礎(chǔ)過關(guān),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時器。 2.會利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度、加速度。 3.會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,并能畫出小車運(yùn)動的v-t圖像,根據(jù)圖像求加速度。,二、實(shí)驗(yàn)器材 電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時器)、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片。 關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時器要知道以下內(nèi)容:,三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.把附有定滑輪的長木板平放在實(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,細(xì)繩跨過滑輪,并在繩 的另一端掛上合適的鉤碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時 器,并把紙帶的一端固定在小車的后面,如圖所示。 調(diào)整滑輪的高度,使細(xì)繩與長木板 平行。,3.把小車放在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處,先接通電源,后放開小車, 讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。取下紙帶,換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)二次。 4.從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點(diǎn),在后面便于測量的地方找一個開始點(diǎn),以后依次隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn),并標(biāo)明0、1、2、3、4、,測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x,并記錄填入表中。,5.計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3、 6.利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時速度,填入表格中。 7.增減所掛鉤碼數(shù),再做兩次實(shí)驗(yàn)。,5.計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3、 6.利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時速度,填入表格中。 7.增減所掛鉤碼數(shù),再做兩次實(shí)驗(yàn)。,四、數(shù)據(jù)處理 1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動的方法 (1)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時間的不同時刻的速度分別為v1、 v2、v3、v4、,若v2-v1=v3-v2=v4-v3=,則說明物體在相等時間內(nèi)速度的增量相等,由此說明物體在做勻變速直線運(yùn)動,即a= (2)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、,若x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=,則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動,且x= aT2。,2.速度、加速度的求解方法 (1)“平均速度法”求速度 vn=,如圖所示。 (2)“逐差法”求加速度 a1=,a2=,a3=,然后取平均值,=,這樣使所給數(shù) 據(jù)全部得到利用,以提高準(zhǔn)確性。,(3)“圖像法”求加速度 由“平均速度法”求出多個點(diǎn)的速度,畫出v-t圖像,圖線的斜率即加速度。,說明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像要注意: 根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù),在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn),作出一條直線,使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)得到的v-t圖線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。,五、誤差分析 1.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差。 2.電源頻率不穩(wěn)定,造成相鄰兩點(diǎn)的時間間隔不完全相等。 3.紙帶運(yùn)動時打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測量誤差。 4.用作圖法,作出的v-t圖線并不是一條直線。 5.木板的粗糙程度并非完全相同,這樣測量得到的加速度只能是所測量段的平均加速度。,考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作 例1(2019山西運(yùn)城期中)某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速 直線運(yùn)動。,考點(diǎn)突破,實(shí)驗(yàn)步驟如下: A.安裝好實(shí)驗(yàn)器材; B.讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一系列小點(diǎn),重復(fù)幾次,選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,從便于測量的點(diǎn)開始,隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn); C.測出x1、x2、x3。,結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你繼續(xù)完成下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長 木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的儀器和器材中,必須使用的有。 A.電壓合適的50 Hz交流電源B.電壓可調(diào)的直流電源 C.停表D.刻度尺E.天平F.重錘G.彈簧測力計(jì) H.滑動變阻器,(2)如果小車做勻加速直線運(yùn)動,所得紙帶如圖乙所示,則x1、x2、x3的關(guān)系是;已知打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔是t,則打c點(diǎn)時小車的速度大小是。 (3)如果小車做勻加速直線運(yùn)動,測出前六段相等時間內(nèi)的位移分別為 x1、x2、x3、x4、x5、x6,已知打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔是t,則小車的加速度a的表達(dá)式為。,答案(1)AD(2)x3-x2=x2-x1(或2x2=x1+x3) (3)a=,解析(1)打點(diǎn)計(jì)時器需接交流電源,而計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離需用刻度尺測量。(2)因小車做勻加速直線運(yùn)動,所以x3-x2=x2-x1,即2x2=x1+x3;c點(diǎn)是bd段中間時刻打下的點(diǎn),則c點(diǎn)的瞬時速度等于該段的平均速度,vc=。 (3)小車的加速度a=。,變式1某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動。,(1)(多選)實(shí)驗(yàn)中,必要的措施是。 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,甲,(2)他實(shí)驗(yàn)時將打點(diǎn)計(jì)時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示(每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn),圖中未畫出)。s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm。則小車的加速度a=m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)),打點(diǎn)計(jì)時器在打B點(diǎn)時小車的速度vB=m/s。(結(jié)果均保留兩位 有效數(shù)字),乙,答案(1)AB(2)0.800.40 解析(1)若細(xì)線與長木板不平行,隨著小車逐漸靠近滑輪,細(xì)線與水 平方向的夾角增大,小車所受合力隨之變化,因此小車的加速度發(fā)生變化,即小車不做勻變速直線運(yùn)動,故細(xì)線必須與長木板平行,A選項(xiàng)必 要。先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時器穩(wěn)定工作后再釋放小車,點(diǎn)跡按勻變速運(yùn)動規(guī)律顯現(xiàn)在紙帶上;若先釋放小車再接通電源,則開始階段點(diǎn)跡不規(guī)律,誤差較大,故B項(xiàng)必要。該實(shí)驗(yàn)研究小車的勻變速直線運(yùn)動,與小車所受到的合力及合力大小的計(jì)算無關(guān),故C、D項(xiàng)不必要。,(2)交流電的頻率為f=50 Hz,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.1 s,由逐差法可求小車的加速度a= m/s2 =0.80 m/s2,打B點(diǎn)時小車的速度vB= m/s=0.40 m/s,名師點(diǎn)撥,考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 圖1,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動,重復(fù)幾次。 b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個合適的點(diǎn)當(dāng)做計(jì)時起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2中A、B、C、D、E、F所示。 圖2,c.通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E點(diǎn)時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖3所示。 圖3,結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù): (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項(xiàng) 前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz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(含砝碼),(2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出v-t 圖像。 (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動,其依據(jù)是。v-t圖像斜率的物理意義是。 (4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度,從理論上講,對t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x大小與速度測量的誤差(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。,(5)早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計(jì)時,為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”,反復(fù)做 了上百次,驗(yàn)證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時間均勻變化的。 圖4,答案(1)AC (2)如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化加速度 (4)越小越好有關(guān) (5)如果小球的初速度為0,其速度vt,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時間均勻變化。,解析本題考查研究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。 (1)打點(diǎn)計(jì)時器所用電源為50 Hz的交流電源,測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離需用刻度尺。 (2)圖見答案。 (3)因?yàn)樾≤嚨乃俣入S時間均勻變化,所以小車做勻加速直線運(yùn)動。由勻加速直線運(yùn)動中速度v=v0+at,可知v-t圖像斜率的物理意義是加速度。,(4)=,若用 表示瞬時速度,t越小越好,而選取的x大小會影響速度 測量值相對真實(shí)值的偏差大小。 (5)設(shè)v0=0,v=at,而x=at2,故可通過位移隨時間的變化情況,判斷速度隨 時間的變化情況。,變式2在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中: (1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:打點(diǎn)計(jì)時器、一端附有滑輪的長木板、小 車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是 。 (2)如圖甲所示是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器得到的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出,打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4= 8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm。,甲,下表列出了打點(diǎn)計(jì)時器打下點(diǎn)B、C、F時小車的瞬時速度,請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時器打下D、E兩點(diǎn)時小車的瞬時速度。,(3)以A點(diǎn)為計(jì)時起點(diǎn),在坐標(biāo)圖乙中畫出小車的速度-時間圖線。 乙,(4)根據(jù)所畫出的小車的速度-時間圖線計(jì)算出小車的加速度a=m/s2。 (5)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49 Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實(shí)際值偏(填“大”或“小”)。,答案(1) 彈簧測力計(jì)(2) 0.8640.928(3) 圖見解析(4)0.625(0.61 0.63)(5) 大,解析(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測力計(jì)。 (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可得 vD=m/s=0.864 m/s 同理可得vE=0.928 m/s。,(3)根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,作出小車的速度-時間圖線,如圖所示。 (4)在v-t圖像中,圖線的斜率表示加速度,則a= m/s2=0.625 m/s2。,(5)加速度a=xf2,因?yàn)閷?shí)際頻率低于50 Hz,而計(jì)算時代入的仍是50 Hz,所以會造成測量值比真實(shí)值偏大。,考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)拓展和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,例3(2018河南鄭州質(zhì)檢)在暗室中用如圖甲所示裝置做“測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:,在漏斗內(nèi)盛滿清水,旋松螺絲夾子,水滴會以一定 的頻率一滴滴地落下。 用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮,由大到小 逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛 固定不動的水滴。 用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度值。,甲,采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 (1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時,頻閃儀的閃光頻率 滿足的條件是 。 (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動”時頻閃儀的閃光頻率為30 Hz,某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個水滴的距離如圖乙所示,根據(jù)數(shù)據(jù)可得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2;第8個水滴此時的速度v8=m/s。(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字),乙 (3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可): 。,答案見解析 解析(1)當(dāng)后一水滴經(jīng)過一個頻閃間隔運(yùn)動到前一水滴所在的位置時,可看到一串仿佛固定不動的水滴,即頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率時,水滴仿佛不動。 (2)g= m/s2=9.72 m/s2,v8= m/s2.27 m/s。 (3)空氣阻力對水滴的運(yùn)動產(chǎn)生影響,水滴滴落的頻率不恒定也會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。,變式3(2017課標(biāo),22,6分)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時器。,實(shí)驗(yàn)步驟如下: 如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; 當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計(jì)時器測得光線被擋光片遮 住的時間t; 用s表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光 片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小,求出; 將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟、;,多次重復(fù)步驟; 利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出-t圖,如圖(c)所示。 圖(c),完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時 滑塊的瞬時速度大小,則與vA、a和t的關(guān)系式為=。 (2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),答案(1)vA+t(2)52.116.3,解析(1)擋光片通過光電門的平均速度等于t時間段的中間時刻的速度 由v=v0+at可知=vA+a (2)由=vA+at結(jié)合題圖(c)可知vA=52.12 cm/s52.1 cm/s 圖(c)中圖線的斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3 cm/s2,1.如圖所示是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動的加速度時,從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分,他每隔4個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),圖上注明了他對各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果。所接電源是頻率為50 Hz的交流電。 (1)由可以得出結(jié)論:小車的運(yùn)動是。,(2)兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=s。 (3)小車的加速度的計(jì)算式a=,加速度a=m/s2。 (4)計(jì)算打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時小車的速度vB=m/s。,答案(1)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差近似相等勻加速直線運(yùn)動(2)0.1(3)1.58(4)0.52,解析(1)由連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差近似相等,可知小車做勻加速直線運(yùn)動。 (2)打點(diǎn)周期為0.02 s,每隔4個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1 s。 (3)根據(jù)x=aT2,運(yùn)用逐差法得 a= m/s21.58 m/ s2,(4)B點(diǎn)的瞬時速度等于AC段的平均速度,則有 vB= m/s0.52 m/s。,2.(2018課標(biāo),22,6分)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時間。實(shí)驗(yàn)步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時間為(用L、L1和g表示)。,(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。乙的反應(yīng)時間為s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:。,(2)(3)木尺做自由落體運(yùn)動,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t= s=0.20 s。,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指 盡可能接近尺子 解析本題考查自由落體運(yùn)動的應(yīng)用。,3.(2018山西運(yùn)城期末)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器研究小車的勻變速直線運(yùn)動,他將打點(diǎn)計(jì)時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,實(shí)驗(yàn)時得到一條紙帶如圖所示,他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計(jì)數(shù)點(diǎn),在這點(diǎn)下標(biāo)明A,第六個點(diǎn)下標(biāo)明B,第十一個點(diǎn)下標(biāo)明C,第十六個點(diǎn)下標(biāo)明D,第二十一個點(diǎn)下標(biāo)明E。測量時發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清,他只測得AC長為14.56 cm,CD長為11.15 cm,DE長為13.73 cm。,(1)為了探究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,該同學(xué)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)個數(shù)。 (填字母序號) A.偏少B.偏多C.合適 (2)若小車是做勻變速直線運(yùn)動,由該同學(xué)所測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請你幫他求出:打C點(diǎn)時小車的瞬時速度vC=m/s,小車的加速度a=m/s2,AB的距離應(yīng)為cm,打A點(diǎn)時小車的瞬時速度vA=m/s。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字),答案(1)A(2)0.9862.585.990.470 解析(1)本實(shí)驗(yàn)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式x=aT2可以求出加 速度的大小,應(yīng)多取一些數(shù)據(jù),根據(jù)逐差法求出加速度,再求平均值,而該同學(xué)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)偏少,故A正確。 (2)由題意可知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1 s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度,得:vC= m/s=0.986 m/s 由于A、C間的時間間隔為2T=0.2 s,C、E間的時間間隔也為2T=0.2 s,根,據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小,a= 代入數(shù)據(jù)得a=2.58 m/s2; 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式 xm-xn=(m-n)aT2, xDE-xCD=x=2.58 cm xCD-xAB=2x 所以xAB=xCD-2x=5.99 cm 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動速度-時間公式得vC=vA+2aT,解得vA=0.986 m/s-0.22.58 m/s=0.470 m/s。,4.(2017課標(biāo),22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計(jì)時器”計(jì)量時間。實(shí)驗(yàn)前,將該計(jì)時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動過程中,滴水計(jì)時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計(jì)時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) 圖(a),圖(b) (1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動。小車運(yùn)動到圖(b)中A點(diǎn)位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。 (結(jié)果均保留2位有效數(shù)字),答案(1)從右向左(2)0.190.037 解析(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速運(yùn)動,故相鄰水滴 間的距離逐漸減小,結(jié)合圖(b)可知小車向左運(yùn)動。 (2)由題意知,30 s內(nèi)滴下46滴水,共45個時間間隔,故相鄰兩滴水的時間間隔T= s= s。由勻變速直線運(yùn)動中平均速度等于中間時刻的瞬時 速度可得vA= mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小車運(yùn)動的加速度,為a= mm/s2=0.037 m/s2。,5.(2019山東濰坊三縣市聯(lián)考)如圖所示,為測量勻加速直線運(yùn)動的加速度,將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上,測得兩者間距為d。 (1)當(dāng)小車向左做勻加速直線運(yùn)動時,測得A、B兩擋光片先后經(jīng)過光電門的時間分別為t1和t2,則A擋光片經(jīng)過光電門時的瞬時速度vA=,小車的加速度a=。,(2)本實(shí)驗(yàn)中為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采用的方法有。 A.增大兩擋光片的寬度b B.減小兩擋光片的寬度b C.增大兩擋光片的間距d D.減小兩擋光片的間距d,答案(1)(2)BC,解析(1)A擋光片經(jīng)過光電門時的瞬時速度可認(rèn)為近似等于t1時間內(nèi)的平均速度,則vA=;同理,B擋光片經(jīng)過光電門時的速度vB=,根據(jù)運(yùn) 動學(xué)公式可得小車的加速度為a=。 (2)擋光片的寬度b越小,所測得的平均速度越接近瞬時速度,兩擋光片的間距d越大,初速度與末速度的差距越大,速度平方差越大,相對誤差越小,故為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的方法是減小兩擋光片的寬度b或增大兩擋光片的間距d,故B、C正確。,6.某同學(xué)現(xiàn)要利用氣墊導(dǎo)軌來研究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律,其實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,其實(shí)驗(yàn)步驟如下: 甲 用游標(biāo)卡尺測出擋光片的寬度d,按圖甲安裝好器材,并調(diào)節(jié)好氣墊導(dǎo)軌,使氣墊導(dǎo)軌處于水平位置。然后用跨過輕質(zhì)定滑輪的輕繩一端與鉤,碼相連,另一端與滑塊相連,再將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌的左端,并用手按住滑塊不動。 調(diào)整輕質(zhì)滑輪,使輕繩處于水平位置;從氣墊導(dǎo)軌上的刻度尺上讀出滑塊與光電門之間的距離s(鉤碼到地面的高度大于滑塊與光電門之間的距離),同時記下滑塊的初始位置。 由靜止釋放滑塊,用光電門測出擋光片經(jīng)過光電門的時間t。 將滑塊重新置于初始位置,保持輕繩所掛的鉤碼個數(shù)不變,改變光電門的位置,從而改變滑塊與光電門之間的距離s,多次重復(fù)步驟(每次實(shí),驗(yàn)時鉤碼到地面的高度均大于滑塊與光電門之間的距離)。 整理好多次實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 回答下列問題: (1)測量擋光片的寬度時,游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為d=cm。 乙,(2)滑塊在運(yùn)動過程中的加速度a可根據(jù)勻變速運(yùn)動的規(guī)律來求。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最后得到了如圖丙所示的-s圖像,由圖像可求得滑塊運(yùn)動時的加速度a=m/s2(取g=10 m/s2,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。,丙,答案(1)0.520(2)v2-=2as(3)0.270,解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm,游標(biāo)尺的讀數(shù)為0.054 mm= 0.20 mm,則結(jié)果為5.20 mm=0.520 cm。 (2)滑塊在輕繩的作用下沿水平氣墊導(dǎo)軌做勻加速直線運(yùn)動,滑塊在運(yùn)動過程中的加速度a可根據(jù)勻變速運(yùn)動的規(guī)律v2-=2as來求解。 (3)滑塊在輕繩的作用下沿水平氣墊導(dǎo)軌做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過光電門時的瞬時速度為v=,由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律v2-=2as和v0=0,解得a= ,由上式可得=s,由此可知-s圖線的斜率為k=。由圖丙,可知圖線的斜率k=2.0104 m-1s-2,所以滑塊的加速度為a=0.270 m/s2。,