题目内容

某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:
a.安装好实验器材.
b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿斜面向下运动,打印出一条点迹清晰的纸带.舍去开始密集的点迹,从便于测量的点O开始.打点周期为To,每隔1个打印点取一个计数点,如图乙中0,1,2,…,6点所示
c测量1,2,3,…,6计数点到0计数点的距离,分别记作:s1、s2、s3、…s4
d.分别计算出s1、s2、s3、…s4与对应时间的比值
s1
t1
s2
t2
s3
t3
、…
s6
t6

e、以
s
t
为纵坐标、t为横坐标,标出
s
t
与对应时间t坐标点,画出
s
t
-t图线.
根据实脸步骤,请你完成下列任务

(1)实脸中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有
A
A
D
D
(填选项代号),
A.电压合适的50Hz交流电旅 B.电压可调的直流电源
C.停表           D.刻度尺
E.天平           F.重
(2)写出打印点2时小车的瞬时速度表达式吸vt=
S3-S1
2T
S3-S1
2T

(3)该同学在图丙中已标出1,3,4,6计数点对应的坐标点,请你在该图中画出于
s
t
-t图线.
(4)由图线判断,在打O计数点时.小车的速度v0=
0.18
0.18
m/s,小车运动的加速度a=
4.8
4.8
m/s2
分析:(1)需要交流电源,需要刻度尺测量间距;
(2)根据平均速度等于中间时刻瞬时速度求解;
(3)采用描点法作图;
(4)先根据位移时间关系公式推导出
S
t
-t图象的函数表达式,得到
s
t
=v0+
1
2
at
,即图象的纵轴截距表示初速度,斜率表示加速度的一半.
解答:解:(1)打点计时器是利用交流电的电流方向随着时间迅速改变而工作的,故需要交流电源,而不是直流电源;打点计时器是计时工具,故不需要停表;需要刻度尺测量间距;该实验不需要测量小车的质量,故不需要天平;重锤也不需要;故选AD.
(2)平均速度等于中间时刻瞬时速度,第2计数点速度等于1、3计数点间的平均速度;
故v2=
S3-S1
2T

(3)采用描点法作图,如图所示:

(4)根据位移时间关系公式s=v0t+
1
2
at2
,可以得到:
s
t
=v0+
1
2
at
,即
S
t
-t图象是直线,图象的纵轴截距表示初速度,故初速度为0.18m/s;
图象的斜率表示
1
2
a
,故a=2k=
0.78-0.18
0.25
=4.8m/s2
故答案为:(1)A、D;(2)
S3-S1
2T
;(3)如图所示;(4)0.18,4.8.
点评:本题关键是明确实验原理,可以根据位移时间关系公式推导出
S
t
-t图象的函数表达式进行分析.
练习册系列答案
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(1)验证机械能守恒定律可以研究自由落体运动,也可以研究物体从斜面上自由下滑运动,但后者误差较大,其原因是
 
.为了减小误差,提出如下措施:
A.减小物体的质量      B.增大物体的质量       C.减小斜面的倾角
D.增大斜面的倾角      E.用小车代替滑块       F.给小车一定的初速度
其合理的措施是:
 

(2)某实验小组的同学,在探究一斜面的滑动摩擦因数μ的实验时,让一滑块(可视为质点)沿倾角为370的斜面滑下,用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻滑块的位置照片,如图1所示.拍得滑块经过的五个连续位置A、B、C、D、E,再经过测量、计算得到滑块通过B、C、D、E各点的速度,取滑块经过A点时t0=0,在v-t图中描出了相对应的坐标点,如图2所示,请完成下列问题.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(计算结果保留一位有效数字)
①在坐标(图2)中画出小球向下运动的v-t图象
②根据①的图象,得出小球在位置A的速度大小vA=
 
m/s
③根据①的图象,计算出斜面的滑动摩擦因数μ=
 

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(3)如图甲所示为测量电阻Rx的电路,R为电阻可读可调的电阻箱,R′为阻值适当的保护电阻,电源E的电动势未知,S为单刀双掷开关,电流表为毫安表,请完成以下填空:
①测量Rx的步骤为:
A.将图甲中S向a端闭合,毫安表(接0~0.6mA档)的读数图乙I=
 
mA
B.将图甲中S向b端闭合,适当调节电阻箱R使得毫安表的读数I′=
 
mA,记下此时电阻箱图丙的读数R=
 
Ω,那么,在本实验中所测电阻Rx=
 
Ω.
②按图甲所示的电路,在实物图丁上用实线连好电路.
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