题目内容

一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图所示.下图是打出纸带的一段,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个打点未画出.由纸带上的数据可知.

(1)根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是
AB
AB

A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度
(2)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz,利用上图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=
0.30 m/s2
0.30 m/s2
.(结果保留两位有效数字)
(3)如果工具只有天平和刻度尺,为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有
测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h和小车质量m
测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h和小车质量m
.用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=
mgh
L
-ma
mgh
L
-ma
分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的加速度.
为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,我们应该想到运用牛顿第二定律去求解.
解答:解:(1)我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是:A、时间间隔,这个可以通过打出来的点计算.
B、位移可以直接通过刻度尺测量.
加速度和速度都需通过公式去计算.
(2)相邻两计数点间还有四个打点未画出,说明相邻两计数点间时间间隔为0.1s.
根据运动学公式△x=at2得:
a=
△x
t2
=
(0.017-0.014)
(0.1)2
m/s2=0.30m/s2
(3)小车在下滑过程受重力、支持力、摩擦阻力.设斜面倾角为θ
将重力分解,由牛顿第二定律得:
mgsinθ-f=ma
f=mgsinθ-ma
加速度可以运用运动学公式△x=at2求得.
为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,那么我们需要测量小车质量,倾角直接测量很困难.我们可以测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h,通过
h
L
=sinθ代替.
所以得:f=
mgh
L
-ma
故答案为:(1)AB
(2)0.30
(3)测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h和小车质量m,
mgh
L
-ma
点评:了解打点计时器的工作原理,清楚数据处理的方法.
要注意单位的换算和有效数字的保留.
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