Question

【题目】(1)用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：

a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T=0.1s选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F……所示。

c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

①在下列仪器和器材中，还需要使用的有_______________(填选项前的字母)。

A．电压合适的50 Hz交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平(含砝码)

②在图中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请结合纸带并在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_________________________

③观察v-t图像，可判断小车做匀变速直线运动，其加速度a=___________m/s2，在纵轴上的截距表示的物理意义是___________________。

④描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。

(2)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。完成下列填空：

①将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的 示数为1.00kg；

②将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为______________kg；

③将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：

序 号	1	2	3	4	5
m(kg)	1.80	1.75	1.85	1.75	1.90

④根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_________N；小车通过最低点时的速度大小为_______ m/s．（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】AC 4.10 小车在纸带上为点的速度大小 越小越好 有关 1.40 7.9 1.4

【解析】

(1)①[1]在下列仪器和器材中，还需要使用的有电压合适的50Hz交流电源，供打点计时器使用；还需要刻度尺，来测量各点的位移大小，从而算出各自速度大小；

A. 电压合适的50 Hz交流电源与分析相符，故A正确；

B. 电压可调的直流电源与分析不符，故B错误；

C. 刻度尺与分析相符，故C正确；

D.秒表与分析不符，故D错误；

E．天平(含砝码) 与分析不符，故E错误；

②[2]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可知点的速度大小为：

根据标出计数点、、、对应的坐标点位置，及点对应的时间，从而确定点的位置，再将各点平滑连接，如图所示：

③[3]由图象，是过原点的一条直线，可知，速度随着时间是均匀变化的，说明小车是做匀变速直线运动；图象的斜率，表示小车的加速度，其加速度：

[4]在纵轴上的截距表示的物理意义是表示小车在纸带上为点的速度大小；

④[5]当不知道小车是否做匀变速直线运动，若用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬时速度；[6]从实验的角度看，对于选取的大小与速度测量的误差有关；

(2)②[7]根据量程为10kg，最小分度为0.1kg，注意估读到最小分度的下一位，为1.40kg；

④[8]根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：

解得：

[9]根据牛顿运动定律知：

代入数据解得：