题目内容

【题目】在用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律的实验中,得到如图所示的一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,计时器打点的时间间隔为0.02s.(计算结果均保留3位有效数字)

(1)由图可知,打点计时器打出D点时小车的瞬时速度vD=__________m/s.

(2)在打点计时器打B、C两点时,小车的速度分别为vB=1.38m/s;vC=2.64m/s,请在上图坐标系中画出小车的v-t图象_____

(3)小车运动的加速度大小为a=_____________m/s2,打点计时器打出A点时小车的瞬时速度vA=_________m/s.

(4)如果当时打点计时器所用交流电的频率是f=49HZ,而做实验的同学并不知道,由此引起的误差属于____________(选填系统偶然)误差,这样测得的加速度结果比实际值偏____________。(选填”)

【答案】3.90 m/s 如图所示

(12.4~12.8)m/s2 (0.100~0.140)m/s 系统

【解析】

(1)D为CE的中间时刻,利用中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度可求D点的速度;(2)依次把B、C、D三点的坐标描入坐标系中,作出图线即可;(3)由图线的斜率可得加速度和A点的速度;(4)打点的频率变低,相邻的计数点长间的时间变长在计算时用的t相对较小,引起的误差属于系统误差,这样测得的加速度结果比实际值偏大

(1)打点计时器打出D点时小车的瞬时速度vD==cm/s=390cm/s=3.90m/s

(2)以打A点时作为记时零点,打B点对应的坐标(0.1,1.38),打C点对应的坐标(0.2,2.64),打D点对应的坐标(0.3,3.90),依次把B、C、D三点的坐标描入坐标系中,作出图线如下图。

(3)由速度-时间图线可求得图线的斜率即加速度,a==m/s2=12.6m/s2(12.4m/s2~12.8m/s2均可)。

由图线可知打点计时器打出A点时小车的瞬时速度vA=0.130m/s(0.100m/s~0.140m/s均可)

(4)如果当时打点计时器所用交流电的频率是f=49HZ,而做实验的同学并不知道,由此引起的误差属于系统误差,由加速度的定义式a=可知打点的频率变低打点周期变长,相邻的计数点长间的时间变长实际的t相对变大,而做实验的同学并不知道,在计算时用的t相对较小这样测得的加速度结果比实际值偏大

故答案为:(1)3.90m/s;(2)如下图所示:(3)12.6m/s2(12.4m/s2~12.8m/s2均可);0.130m/s(0.100m/s~0.140m/s均可)(4)系统

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