题目内容

在《利用电火花打点计时器测定小车作匀变速运动的加速度》的实验中,
(1)下述器材中不需要的是
①④⑧
①④⑧
(用代号表示)
①低压交流电源 ②220V交流电源 ③刻度尺 ④秒表 ⑤小车⑥带滑轮长木板 ⑦纸带 ⑧天平 ⑨电火花计时器
(2)如图是实验中比较理想的打点纸带,每5个点取一个记数点,已测出相邻两记数点间的长度依次分别是:2.80cm,4.40cm,5.95cm,7.52cm,9.08cm,10.64cm.实验测得的加速度值为a=
1.57
1.57
m/s2,在打点记时器打第3个记数点是小车的瞬时速度为v3=
0.67
0.67
m/s.
分析:(1)从实验的过程和步骤以及需要测量的数据的角度分析需要的器材;
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
解答:解:(1)探究小车速度随时间变化的关系的实验,所需的实验器材应该从实验的过程和步骤去考虑;
在《利用电火花打点计时器测定小车作匀变速运动的加速度》的实验中,具体的实验步骤为:
①木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路,(此步骤所需器材带滑轮长木板、导线、220V交流电源);
②穿纸带;挂钩码,(此步骤所需器材纸带、钩码、细绳);
③先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源,(此步骤所需器材小车);
④换纸带,加钩码,再做二次;
⑤处理纸带,解出某位置的速度和运动过程的加速度(在处理纸带时需要用刻度尺处理计数点之间的距离).
由以上过程可以看出不需要的仪器是低压交流电源、秒表和天平.
故选:①④⑧.
(2)由于每5个点取一个记数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s;
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
s4-s1=3a1T2 
s5-s2=3a2T2 
s6-s3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值:
a=
a1+a2+a3
3
=
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
9T2
,代入数据解得:a=1.57m/s2
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小,
v3=
x24
2T
=
(5.95+7.52)cm
2×0.1s
=0.67m/s
故答案为:(1)①④⑧;(2)1.57,0.67.
点评:本题考查了“探究匀变速直线运动”的实验中所需实验器材,以及利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
练习册系列答案
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Ⅰ、(1)某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
打点计时器应接交流电源
打点计时器应接交流电源
;②
重物释放时应紧靠打点计时器
重物释放时应紧靠打点计时器

(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的频率为f,则打E点时重物速度的表达式为vE=
(h5-h3)f
2
(h5-h3)f
2
;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g=
9.4
9.4
m/s2

Ⅱ.如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50HZ交流电.小车的质量为m1,小桶(及砝码)的质量为m2

(1)下列说法正确的是
D
D

A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远大于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-
1
m1
图象
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的图3a-F图象,可能是图中的图线
.(选填“甲”、“乙”、“丙”)

(3)如图所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小
0.48或0.49
0.48或0.49
  m/s2.(结果保留二位有效数字)
某同学利用如图(1)所示的装置来验证由小车与钩码组成的系统机械能守恒
(1)现提供如下器材:
A.小车  B.钩码 C.一端带滑轮的长木板  D.细绳 E.电火花打点计器  F.纸带 G.毫米刻度尺  H.游标卡尺
I.低压交流电源  J.220V交流电源.
实验中不需要的器材是
H I
H I
(填写器材前的字母),还需要的器材是
天平
天平

(2)为尽可能消除摩擦力对本实验的影响,使验证结果尽可能准确,则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足
M<<m
M<<m

(3)小明和小军同学在做该实验时,小明认为只要采用平衡摩擦力的方法将摩擦力平衡掉就可以了,无须满足(2)问中
小车质量M和钩码质量m的关系,而小军却否认小明的看法,你认为小明的看法
不正确,
不正确,
(选填“正确”或“不正确”),
理由是
因为平衡摩擦力后,摩擦力还做负功,系统机械能不守恒.
因为平衡摩擦力后,摩擦力还做负功,系统机械能不守恒.

(4)两位同学统~观点后完成实验,得到一条纸带,去掉前面比较密集的点,r选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号
为0-6),测出相关距离如图(2)所示,要验证在第2点与第5点时系统的机械能相等,则应满足关系式
mg(d5-d2)=
1
2
(M+m)(
d6-d4
2T
2-
1
2
(M+m)(
d3-d1
2T
2
mg(d5-d2)=
1
2
(M+m)(
d6-d4
2T
2-
1
2
(M+m)(
d3-d1
2T
2
(设小车
质量M钩码质量m,打点周期为T.)

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