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匀加速滑下。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。

①计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=        m/s , vE=        m/s.
②利用逐差法求加速度a=         m/s2. （以上结果均保留二位有效数字）
①0.90；1.1 (各2分)②2.0 (2分)

试题分析：①相邻两点间的运动时间为 ，匀变速直线运动的平均速度等于该过程中点时刻的瞬时速度，所以，；
②由逐差法可知加速度为。
练习册系列答案
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（10分）某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验时：
（1）（5分）实验室提供了下列的实验器材：
①打点计时器    ②天平    ③导线和电源    ④细绳和纸带   ⑤钩码和小车    ⑥秒表    ⑦一端有滑轮的长木板      ⑧刻度尺。
则该同学不需要选用的器材有（写代号）：________________ 
（2）（5分）在该实验中，小车拖着纸带通过记录下的运动情况如图所示，图中O、A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是cm，则在打C点时小车的速度是______m/s。
用练习使用打点计时器的实验中，使用的打点计时器有两种，一种是电火花计时器，另一种是电磁打点计时器，这两种计时器工作电压分别是         、           ，当电源的频率是50Hz时，它们每隔      s打一个点。
（9分）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：，＝126.5mm，＝624.5mm.

若无法再做实验，可由以上信息推知：
①相邻两计数点的时间间隔为________s；
②打C点时物体的速度大小为________m/s（取2位有效数字）；
③物体的加速度大小为________（用、、和表示）．
某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=________cm，d=________cm。
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列     的点.
②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成     关系（填“线性”或“非线性”）.
（2）完成下列填空：
①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是     .
②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=     .
  
③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为     ，小车的质量为     .
（6分）利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项
实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路.
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.
c、关闭电源，取出纸带, 更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的
时间为T），进行数据处理:

①若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=              .
②若是测量重力加速度g. 为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g =                             .
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是             .（ g′为已知量）
(10分)某同学用图中所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：

a．安装好实验器材。
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2…、6点所示。

c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3、…、S6。
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
e．分别计算出S1、S2、S3、…、S6与对应时间的比值。
f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出—t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有       和         。（填选项代号）
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                   F．重锤
②将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S2＝       cm，S5＝        cm。

③该同学在图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出—t图。

④根据—t图线判断，在打0计数点时，
小车的速度v0＝       m/s；
它在斜面上运动的加速度a＝       m/s2。
在做“研究匀变速直线运动”的实验中：
(1)实验室提供了以下器材：电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线和开关、低压交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________。
(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.23cm。

下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度（小数点后保留三位数字）。
位置
B
C
D
E
F
速度(m·s－1)
0.737
0.801
 
 
0.992
(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线。
(4)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2。

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