题目内容

某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,得到一条点迹清晰的纸带如图,在纸带上依次选出7个计数点,分别标以O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz.

①如果测得C、D两点间距S4=2.70cm,D、E两点间距S5=2.90cm,则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为
vD=
S4+S5
2T
vD=
S4+S5
2T
,小车的速度值vD=
0.280
0.280
m/s.(保留三位有效数字)
②该同学分别算出其它速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vc=0.258m/s,vE=0.300m/s,请设计实验数据记录表格填入框中,并在坐标系中作出小车运动的v-t图象,设O点为计时起点.
③由所做v-t图象判断,小车所做的运动为
匀加速直线运动
匀加速直线运动
分析:①根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,求出D点的瞬时速度.
②③每两个相邻的计数点间的时间间隔为0.1s,根据每个时刻的速度作出v-t图线.通过速度时间图线得出小车的运动规律.
解答:解:①根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,得
vD=
S4+S5
2T

代入数据得vD=0.280m/s.
②每相邻两个点的时间间隔为0.1s,确定出每个时刻的瞬时速度,作出v-t图线.如图1所示.

时间t
(s)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
速度v
(m/s)
0.220 0.241 0.258 0.280 0.300


③因为速度时间图线是一条倾斜的直线,知小车做匀加速直线运动.
故答案为:
vD=
S4+S5
2T
,0.280

时间t
(s)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
速度v
(m/s)
0.220 0.241 0.258 0.280 0.300
③匀加速直线运动
点评:要提高应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.
练习册系列答案
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(1)在研究“互成角度的两个力的合成”实验中,橡皮条的一端固定在木板上.用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的0点,以下操作中错误的是
ACD
ACD

A.同一次实验过程中.O点位置允许变动
B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,必须将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点.
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间的夹角应取90°,以便于算出合力的大小.
(2)某同学在做“探究小车速度随时问变化规律”的实验时,打点计时器所用的电源的频率是50Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再选依次相邻的6个点作为测量点,分别标以A、B、C、D、E和F,如图1所示.

①如果测得C、D两点相距2.70Cm.D、E两点相距2.90Cm,则在打D点时小车的速度是
1.40
1.40
m/s.
②该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中描点(如图2所示),由此可求得小车的加速度a=
5.00
5.00
m/s2
(3)某同学在做“研究平抛物体的运动”实验中,忘记记下小球做运动的起点,如图3所示为小球在空中运动的轨迹.其中A点是小球运动一段时间后的位置,B点坐标是(20cm,15cm).C点坐标(40cm.40cm),据此可以求出小球作平抛运动的初速度为
2.0m/s
2.0m/s
.开始做平抛运动的初始位置的坐标是
(-20cm、-5cm)
(-20cm、-5cm)
某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验请你帮助解决下列问题.
(1)在做用打点计时器测速度的实验中,要用到打点计时器,打点计时器是一种
计时
计时
仪器,在图1所示打点计时器的结构图中,编号②的名称是
线圈
线圈
; 编号④的名称是
永久磁铁
永久磁铁
,编号⑤的名称是
振针
振针
.现在实验室多用电火花计时器,其电源电压是
220
220
V,我国常用的电源频率为50Hz,它每隔
0.02
0.02
s打一个点.
(2)在实验的过程中,有如下基本步骤,它们正确的排列顺序为
ABDCFE
ABDCFE
(只填字母).
A.把打点计时器固定在桌子上          B.安好纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动        D.接通低压交流电源
E.取下纸带                          F.断开开关
(3)该同学得到如图2所示的纸带,并在这条纸带上取好了计数点(每两个计数点间还有4个点未画出).计数点的编号依次为:A、B、C、D、E,各点与A点间的距离如图所示.根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的
(填“左”或“右”)端相连,计算可知D点对应小车的速度是
2.16
2.16
m/s,AE间的平均速度是
2.33
2.33
m/s,小车运动的加速度大小是
4.02
4.02
m/s2.(结果保留3位有效数字)
(4)实验结束后,该同学发现这样计算出的加速度值比真实值偏大,形成误差的原因可能是
C
C

A.实验时电源的电压高于220V
B.实验时打点计时器用的是直流电源
C.实验时打点计时器的工作频率小于50Hz
D.实验时打点计时器的工作电流小于额定电流.

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