题目内容
15.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图1所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.距离 | d1 | d2 | d3 |
测量值/cm | 1.20 | 5.40 | 12.00 |
②加速度a=0.60(结果保留两位有效数字).小车打点计时器纸带塑料桶滑轮垫块
③在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.
(1)某组同学用如图2所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.下列措施中不需要和不正确的是:BCE
A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动.
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)某组同学实验得出数据,画出a-F图象如图3所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是B
A.实验中摩擦力没有平衡
B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.实验中小车质量发生变化.
分析 纸带实验中,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瞬时速度和加速度;
(1)探究加速度与力的关系实验时,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力时,要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力,不需要挂任何东西.平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以约掉m,只需要平衡一次摩擦力.操作过程是先接通打点计时器的电源,再放开小车.小车的加速度应根据打出的纸带求出.
(2)实验时应平衡摩擦力,没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F图象在F轴上有截距;平衡摩擦力过度,在a-F图象的a轴上有截距.
解答 解:根据刻度尺读出对应的数据:
距离 | d1 | d2 | d3 |
测量值/cm | 1.20 | 5.40 | 12.00 |
利用匀变速直线运动的推论得:
v2=$\frac{{x}_{13}}{{t}_{13}}$=$\frac{{d}_{2}-{d}_{1}}{2T}$
代入得v2=0.21m/s.
②根据运动学公式得:△x=at2,
a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{({d}_{3}-{d}_{2})-({d}_{2}-{d}_{1})}{4{T}^{2}}$
代入得加速度a=0.60m/s2 .
③(1)A、实验时首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力,故A正确;
B、平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动,故B错误;
C、平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以约掉m,只需要平衡一次摩擦力,每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力,故C错误;
D、实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力,故D正确;
E、为了提高纸带的利用率,在纸带上尽量多的打点,因此实验中应先接通电源,后放开小车,故E错误.
故不需要和不正确的,故选:BCE.
(2)由图象可知,a-F图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度造成的.
故选:B.
故答案为:①1.20,5.40,12.00,$\frac{{d}_{2}-{d}_{1}}{2T}$,0.21.②0.60;
③(1)BCE;(2)B.
点评 要注意单位的换算和有效数字的保留.
不同的尺有不同的精确度,注意单位问题.对常见的几种测量长度工具要熟悉运用,并能正确读数;
能够知道相邻的计数点之间的时间间隔.
本题考查了实验注意事项、实验数据处理分析,知道实验原理及注意事项即可正确解题;探究加速度与力、质量的关系实验时,要平衡小车受到的摩擦力,不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力,小车受到的合力不等于钩码的重力.
练习册系列答案
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