题目内容

一同学在探究匀变速直线运动的速度与时间的关系时,利用了如图所示的装置,设该同学使小球以2  m/s的速度从A点滑上光滑的斜面,到达B点后返回,如果整个过程中小球的加速度为4  m/s2,且方向始终沿斜面向下,试求出小球从A点出发经1.5 s时的速度.

 

【答案】

4  m/s,方向沿斜面向下

【解析】解法一:分段法,小球从A点到达B点所用的时间为t1= s=0.5 s

小球从B点再下滑的时间为

t2=t-t1=1.5 s-0.5 s=1 s

则小球从A点出发经1.5 s时的速度为v=0+at2=0+4×1  m/s=4  m/s

方向沿斜面向下.

解法二:整体法,小球在整个过程中加速度大小始终为4  m/s2,且方向始终沿斜面向下,所以小球在向上和向下运动的整个过程中做匀变速直线运动,如果取初速度v0的方向为正方向,则有v=v0+at=2  m/s+(-4)×1.5  m/s=-4  m/s.

负号说明小球的速度方向与规定的正方向相反,即沿斜面向下.

 

练习册系列答案
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（1）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、垫块、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要验证滑块所受合外力做的功等于其动能的变化，则：
①还需要补充的实验器材是
天平、刻度尺
天平、刻度尺
．
②为了简化实验，使滑块所受合外力等于绳子的拉力，应采取的措施是：
平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止
平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止
；
要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是：保持沙和沙桶的质量
远小于
远小于
滑块的质量．
③若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E点的距离依次为S1、S2、S3、S4，则由此可求得纸带上由B点到D点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（S3-S1）
mg（S3-S1）
；该滑块动能改变量的表达式为△EK=
M
8T2
[(S4-S2)2-
S
2
2
]
M
8T2
[(S4-S2)2-
S
2
2
]
．（结果用题中已知物理量的字母表示）

（2）为了减小实验误差，以下操作中不必要的是
AC
AC

A．在“研究匀变速直线运动”的实验中，供小车运动的平板应光滑．
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度．
C．用落体法验证机械能守恒定律时，必需选择纸带上的第一打点为起始点．
D．在“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验中，弹簧竖直悬挂状态下测出弹簧原长．
实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔
0.02
0.02
s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值
偏大
偏大
（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比vD：vB=
3：1
3：1
，B到 A的距离和D到B的距离之比xBA：xDB=
1：8
1：8
．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，如图2所示．

用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=
s3+s4
2T
s3+s4
2T
，加速度的大小a=
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
9T2
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
9T2
．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L0；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L1；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L2；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L6．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=
5.44
5.44
N/m；（结果保留3位数字）

实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔______s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比vD：vB=______，B到 A的距离和D到B的距离之比xBA：xDB=______．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，如图2所示．

用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=______，加速度的大小a=______．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L0；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L1；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L2；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L6．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=______N/m；（结果保留3位数字）
实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔______s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比vD：vB=______，B到 A的距离和D到B的距离之比xBA：xDB=______．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，如图2所示．

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用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=______，加速度的大小a=______．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L0；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L1；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L2；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L6．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=______N/m；（结果保留3位数字）
实验题
（1）电火花计时器使用交流电源，电压为220V．当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔______s打一个点，当交流电的频率为40Hz时，仍按50Hz计算，则测量的速度的数值比真实的速度数值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）如图1所示，一个小球从D点竖直上抛到最高点A的频闪照片，不计空气阻力，则小球在D、B两点的速度之比vD：vB=______，B到 A的距离和D到B的距离之比xBA：xDB=______．
（3）如图2所示，某同学在“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测得相邻两点距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，如图2所示．

用测得的物理量表示，A点处的瞬时速度大小v=______，加速度的大小a=______．
（4）某实验小组用如图3所示的实验装置，探究弹力和弹簧伸长的关系．实验主要操作步骤如下：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，读取指针指示的刻度数值L；当弹簧下端挂一个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L1；弹簧下端挂两个50g的钩码，读取指针指示的刻度数值L2；…；挂6个50g的钩码时，读取指针指示的刻度数值L6．他们采用图象法处理实验数据：以刻度尺读数L为横坐标，以所挂钩码质量m为纵坐标，所画图象如图4所示．根据该图象可知，实验小组采用的弹簧的劲度系数为k=______N/m；（结果保留3位数字）

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