作業(yè)4實驗一研究勻變速直線運動 61.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：_A把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面B把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面E把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次F從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個起始點，并把每打五個點的時間作為時間單位在選好的起始點下面記作0，往后第五個點作為計數(shù)點1，依次標出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計數(shù)點間的距離G根據(jù)公式a1、a2、a3及a，求出a.解析：在實驗中應盡可能地保證小車做勻變速直線運動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運動情況，既要減小系統(tǒng)誤差又要減小偶然誤差其中E項中的電源應采用交流電源，而不是直流電源答案：ABCDFG2“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如圖41所示的紙帶圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表達正確的是()圖41A實驗時應先放開紙帶再接通電源B(x6x1)等于(x2x1)的6倍C從紙帶可求出計數(shù)點B對應的速率D相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.02 s解析：實驗時應先接通電源后放開紙帶，選項A錯誤；根據(jù)勻變速直線運動的推論公式xaT2與xmxn(mn)aT2，可得：xmxn(mn)x，即：x6x15x，x2x1x，選項B錯誤；相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰計數(shù)點之間的時間間隔T0.1 s，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，得vB，選項C正確，D錯誤答案：C3(2019年福州質(zhì)檢)某同學利用打點計時器測量福州的重力加速度，某次實驗得到的一段紙帶如圖42所示，O、A、B、C、D為相鄰的五個點，測得OA5.5 mm、OB14.9 mm、OC28.3 mm、OD45.2 mm，打下相鄰兩個點間的時間間隔為0.02 s.圖42(1)用逐差法算出福州的重力加速度g_m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)福州的重力加速度標準值為9.79 m/s2，比較(1)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者并不相等，除了讀數(shù)誤差外，你認為產(chǎn)生誤差的其他主要原因可能是_(只要求寫出一種原因)解析：(1)由逐差法可得：g9.63 m/s2.(2)產(chǎn)生誤差的其他原因有：紙帶與限位孔之間有阻力或空氣阻力答案：(1)9.63(2)紙帶與限位孔之間有阻力或空氣阻力4(2019年安徽淮北六校聯(lián)考)一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相機連續(xù)記錄下小球的位置如圖43所示已知閃光周期為s，測得x17.68 cm，x312.00 cm，用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為_m/s2，圖中x2約為_cm.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖43解析：由x3x14aT2，T s，可得：a m/s29.72 m/s2，由x3x2x2x1得x29.84 cm.答案：9.729.845(2019年蘭州一中期中)做勻加速直線運動的小車，牽引一條穿過打點計時器的紙帶，交流電源的頻率是50 Hz，每5個點取一個計數(shù)點，將紙帶沿計數(shù)點所在位置剪開，左邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標系中，如圖44所示求：圖44(1)在第個0.1 s內(nèi)中間時刻的速度是_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)小車運動的加速度是_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：本題意在考查考生對實驗數(shù)據(jù)的處理能力(1)根據(jù)勻變速直線運動某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，可知在第一個0.1 s內(nèi)中間時刻的速度為v m/s0.228 m/s.圖45(2)各段紙帶的長度分別等于xvt，因為剪斷的紙帶所用的時間都是t 0.1 s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于紙帶的平均速度之比，而紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的瞬時速度，所以紙帶的長度之比等于各段紙帶中間時刻的速度之比，如圖45所示即相當于小車的速度時間圖象，則斜率大小對應加速度橫軸上每一紙帶的寬度代表0.1 s，故a m/s20.65 m/s2.答案：(1)0.228(2)0.656某校研究性學習小組的同學用如圖46甲所示的滴水法測量小車在斜面上運動時的加速度實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準)；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；然后撤去淺盤并同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開圖46乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是x011.40 cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm.試問：圖46(1)滴水計時器的原理與課本上介紹的_原理類似(2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度v4_m/s，小車的加速度a_m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)滴水計時器是每隔相同的時間滴一滴水滴，在白紙上留下點跡，記錄時間和位移；課本上介紹的打點計時器是每隔相同的時間打下一個點，在紙帶上留下點跡，記錄時間和位移，因此滴水計時器的原理與課本上介紹的打點計時器的原理類似(2)可把小車的運動看作是勻變速直線運動，則v435m/s0.20 m/s；求加速度利用逐差法，有a×102 m/s20.19 m/s2.答案：(1)打點計時器(2)0.20 0.197某同學用如圖47甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動圖47實驗步驟如下：A安裝好實驗器材；B讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點；C測出x1、x2、x3、結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務：(1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)，小車，一端附有滑輪的長木板，細繩，鉤碼，導線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有_(填選項代號)A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C秒表D刻度尺E天平F重錘G彈簧秤H滑動變阻器(2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖47乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是_，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是_(3)如果小車做勻加速直線運動，測出前六段相等時間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a的表達式為：_解析：(2)因小車做勻加速直線運動，所似x3x2x2x1，c點為bd段的時間中點，則c點的瞬時速度等于該段的平均速度，vc.(3)小車加速度由逐差法求得：a其中T5t，則a.答案：(1)AD(2)x3x2x2x1(3)a8某校科技小組在伽利略斜面實驗思想的啟發(fā)下，設計了如圖48所示的裝置，探究物體沿斜面下滑時是否做勻變速直線運動圖48(1)實驗時，讓滑塊從不同高度沿斜面由靜止下滑，并同時打開水龍頭的閥門，使水流到量筒中；當滑塊碰到擋板的同時關(guān)閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的)該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量_的. (2)下表是該小組測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，V為相應過程中量筒中收集的水量分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)_，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.次數(shù)1234567s/m4.53.93.02.11.50.90.3V/mL90847262524023.55.6×1045.5×1045.8×1045.5×1045.6×1045.6×1045.4×104(3)本實驗誤差的主要來源有：距離測量的不準確，水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于_等(寫出一項即可)解析：(1)關(guān)于初速度為零的勻變速運動，位移和時間的二次方成正比，因為水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時間(2)驗證該運動是否為勻變速直線運動，關(guān)鍵看位移與時間的二次方是否成正比，即看位移與體積的二次方是否成正比，所以根據(jù)在誤差允許的范圍內(nèi)是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論(3)本實驗的誤差主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定、水量測量的不準確、距離s測量的不準確、滑塊開始下滑(或停止下滑)和開始流水(停止流水)不同步等答案：(1)時間(2)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，是一常數(shù)(3)斜面摩擦不均勻、水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等(答出其中一項即可)9某同學利用圖49甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖49乙所示打點計時器電源的頻率為50 Hz.圖49(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點_和_之間某時刻開始減速(2)計數(shù)點5對應的速度大小為_m/s，計數(shù)點6對應的速度大小為_m/s.(保留三位有效數(shù)字)(3)物塊減速運動過程中加速度的大小為a_m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值_(填“偏大”或“偏小”)解析：本題主要考查紙帶的數(shù)據(jù)處理問題(1)由圖得16點相鄰位移差幾乎都為2 cm，但67點位移增量小于2 cm.所以6、7間開始減速(2)根據(jù)v5可得v5 m/s1.00 m/s，同理可求得v40.800 5 m/s，則v6v5(v5v4)1.20 m/s.(3)加速度的大小a，可得a2.00 m/s2，重物落地后，物塊向前運動時除受摩擦力作用外，紙帶和限位孔之間也存在摩擦力作用，即mgF阻ma，故利用計算出的動摩擦因數(shù)比真實值偏大答案：(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大 7