题目内容

(11分)某同学用如图1所示的实验装置研究滑块在水平桌面上的运动,实验步骤如下:

a.安装好实验器材。
b.释放滑块,使滑块沿水平桌面运动,位移传感器每隔0.1s给出一次滑块与位移传感器之间的距离。该同学取出一部分数据,并将第一组数据做为记时零点,如下表所示。
时刻(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距离(m)
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c.该同学判断出滑块沿水平桌面做匀加速直线运动。
d.分别计算出滑块在0.1s内、0.2s内、0.3s内……的位移x。
e.分别计算出位移x与对应时间t的比值
f.以为纵坐标、t为横坐标,标出与对应时间t的坐标点,画出-t图线。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)根据实验数据,可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d=________m。
(2)该同学在图2中标出了除t=0.4s时的各个坐标点,请你在该图中标出t=0.4s时对应的坐标点,并画出-t图线。

(3)根据-t图线可求出滑块的加速度a=________m/s2。(保留3位有效数字)
(4)若将-t图线延长,发现图线与轴有一交点,其原因是______________________。
⑴ 0.100    ⑵

⑶ 1.35 ⑷ t=0时,滑块速度不为零。

试题分析:根据实验数据,可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d="0.100m," -t图线的斜率即为加速度,与轴有一交点,说明开始计时时速度不为0.
练习册系列答案
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为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2


③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。

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