实验一速度随时间变化的规律

实验一:速度随时间变化的规律

1.(2016·天津卷)某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动.

(1)实验中,必要的措施是.

甲

A. 细线必须与长木板平行

B. 先接通电源再释放小车

C. 小车的质量远大于钩码的质量

D. 平衡小车与长木板间的摩擦力

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm,则小车的加速度a=m/s2,(要求充分利用测量的数据)打点计时器在打B点时小车的速度v B=m/s.(结果均保留两位有效数字)

乙

2.在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出),如图甲所示.打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点O对齐,从刻度尺上直接读取数据记录在表中.

甲

(1),如下表所示.

表中E点的速度应该为m/s.

(2)试根据表格中数据和你求得的E点速度在图乙所给的坐标系中,作出v-t图象.从图象中求得物体的加速度a=m/s2.(结果保留两位有效数字)

乙

3.(改编)物理兴趣小组的同学现用图甲所示的实验装置“研究匀变速直线运动”:表面粗糙的木板固定在水平桌面上,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,小车到滑轮的距离大于

钩码到地面之间的距离.实验时先用手固定小车,给小车挂上适量的钩码,接通打点计时器的电源,释放小车,小车在钩码的作用下开始做匀加速运动,打点计时器在纸带上打出一系列的点.钩码落地后,小车继续在木板上向前运动.图乙是钩码落地后打点计时器打出的一段纸带,相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.1 s,试解析下列问题:(计算结果保留两位有效数字)

甲

乙

(1)他们已计算出小车在通过计数点1、2、3、4、5、6各计数点的瞬时速度,并填入了下表,以0点为计时起点,

丙

(2)由所作的v-t图象可判断出小车做(填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”).

(3)根据图象可求得钩码落地后小车的加速度为a=m/s2.

4.(2015·泰州二模)

(1)用图甲所示装置记录小车的运动情况,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,打点计时器打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.

甲

乙

从刻度尺上读出DE两点的距离为cm;计算小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为m/s,小车在布面上运动的加速度大小为m/s2.(速度和加速度的计算结果保留一位有效数字)

丙

(2) 某同学另外设计了一个测量物体瞬时速度的实验,其装置如图丙所示, 在小车上固定挡光片,将光电门传感器固定在轨道面,垫高轨道的一端.选择不同宽度的挡光片后,该同学分别将小车从垫高端同一位置由静止释放,获得了表格中几组实验数据.则以下表述正确的

① 四个挡光片中,挡光片Ⅰ的宽度最小 ② 四个挡光片中,挡光片Ⅳ的宽度最小

③ 四次实验中,第一次实验测得的速度最接近小车到达光电门时的瞬时速度 ④ 四次实验中,第四次实验测得的速度最接近小车到达光电门时的瞬时速度 A. ①③ B. ②③ C.①④ D. ②④

5. 用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图所示.

(1) 下列操作步骤的正确顺序为 (只需填写步骤前的序号).

① 仔细调节水龙头和挡板的位置,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.

② 用秒表计时:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n ”时,计时结束,读出秒表的示数为t. ③ 用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h.

④ 在自来水龙头下安置一块挡板A ,使水一滴一滴连续地滴落到挡板上.

(2) g= .

(3) 为了减小误差,改变h 的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t' 是水滴从水龙头口到A

板所用的时间,即水滴在空中运动的时间).利用这些数据,以 为纵坐标、以 为横坐标作图,求出的图线斜率的大小即为重力加速度g 的值.

(4) 利用表中的实验数据,在空白处填上画图所需的数据,并在坐标纸中作出以第(3)问回答的内容为横纵坐标的图象,并求出g= m/s 2.(结果保留三位有效数字) 6. (2014·淮安一模)某小组用图示器材测量重力加速度的大小.

实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成.通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度,求重力加速度.

(1)实验时,应先(填“释放小球”或“接通光电计时器”).

(2)实验中保持A不动,沿杆向下移动B,测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t,经多次实验绘出与t关系图象如图所示.由图可知,重力加速度g与图象的斜率k的关系为g=,重力加速度的大小为m/s2.

(3)若另一小组用同样的实验装置,保持B不动,沿杆向上移动A,则(填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度的大小.

(4)为减小重力加速度的测量误差,可采用哪些方法?

(提出一条即可).

实验一:速度随时间变化的规律

1.(1) AB(2) 0.800.40

【解析】(1)实验时细线必须与长木板平行,否则小车不做匀变速运动,A正确;实验开始时要先接通电源,待打点稳定后再释放小车,B正确;此实验中只需保证小车做匀加速运动,不用考虑小车与钩码的质量关系及平衡摩擦力的问题,C、D错误.

(2)两点的时间间隔为0.1 s,由逐差法可以得出a==0.80 m/s2,打点计时器在打B点时小车的

速度v B==0.40 m/s.

2.(1) 2

3.2×10-2(2) 0.42(0.40~0.44均可)

【解析】(1)根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即v E=,OF-OD=DF=4.64 cm,T=0.1 s,v E=23.2×10-2m/s.加速度可根据图中数据求出图线斜率.

3.(1)所作的图象如图所示(2)匀变速直线运动

(3)-0.47

【解析】(1)所作的图象如图所示.

(2)所作的v-t图象为一条倾斜的直线,所以小车做匀变速直线运动.

(3)v-t图象的斜率表示小车的加速度.为求直线的斜率可在直线上取两个距离较远的点,如取(0.16,0.380)、(0.54,0.200),根据图象斜率的物理意义有a=k=m/s2=-0.47 m/s2,负号表示小车做匀减速直线运动.

4.(1) 1.800.95(2) D

【解析】(1)D点坐标为5.40 cm,E点坐标为7.20 cm,两点间的距离为1.80 cm;AB、BC、CD 和DE段间距都为1.80 cm,小车匀速运动的速度为m/s=0.9 m/s,EF段间距为1.60 cm,说明在此段某时刻小车运动到薄布上.FG、GH、HI和IJ段相邻的位移之差都为0.20 cm,则加速度大