题目内容
4.某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.(1)实验中,除电火花打点计时器、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A和D.(填选项代号)
A.220V 50Hz交流电源 B.220V直流电源 C.6V以下的50Hz交流电源
D.刻度尺 E.秒表 F.天平
(2)(多选)实验过程中,下列做法正确的是ABD.
A.先接通电源,再使纸带运动
B.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
C.在纸带上若每四个计时点取一个计数点,则时间间隔为T=0.1s
D.将接好纸带的小车在靠近打点计时器处释放
(3)已知打点计时器电源频率为f.该同学打下如图乙纸带,图中所标的点为计数点,每两个计数点间还有4个点(图中未画出),测得AB距离为x1,CD距离为x2.计算可得小球运动的加速度为a=$\frac{({x}_{2}-{x}_{1}){f}^{2}}{50}$(用f、x1、x2表示),图中BC距离为$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2}$.
(4)如果当时电网中交变电流的电压变为210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比不变.(选填”偏大”“偏小”或”不变”)
分析 (1)根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的实验器材.
(2)根据实验的注意事项选出正确的选项,注意该实验不需要测量小车的质量.
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点2的瞬时速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,运用逐差法求出加速度.
(4)根据周期的测量误差,结合△x=aT2判断加速度的测量误差.
解答 解:(1)电火花打点计时器采用220V、50Hz的交流电源,打点计时器可以记录时间,所以不需要秒表,该实验不需要测量质量,所以不需要天平,由于要测量纸带上点迹间的距离,所以需要刻度尺.
故选:AD.
(2)A、实验时应先接通电源,后释放纸带,故A正确;
B、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,B正确.
C、在纸带上若每四个计时点取一个计数点,则时间间隔为T=0.08s,故C错误.
D、为了有效使用纸带,小车靠靠近打点计时器处释放,故D正确.
故选:ABD.
(3)小球做自由落体运动,在连续相等的时间间隔内位移差值为一个恒量,故:
AB距离为x1,CD距离为x2.
依据x2-x1=2aT2
解得:$a=\frac{{({{x_2}-{x_1}}){f^2}}}{50}$;
根据xCD-xBC=xBC-xAB
解得:${x_{BC}}=\frac{{{x_1}+{x_2}}}{2}$
(4)如果当时电网中交变电流的电压变为210V,而当时交变电流的频率却不变,则测量的周期也不变,
根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$ 知,加速度的测量值不变;
故答案为:(1)A,D;(2)ABD;(3)$\frac{({x}_{2}-{x}_{1}){f}^{2}}{50}$;$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2}$;(4)不变.
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用.注意交流电源的频率会影响周期,而电压变化不会影响周期.
A. | 小球的初速度为零 | B. | 小球在这4s内的平均速度是2.5m/s | ||
C. | 小球在第3s末的瞬时速度是3m/s | D. | 小球的加速度大小为1m/s2 |
A. | 瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢,但不能反映物体运动的方向 | |
B. | 某段高速公路上的限速为120km/h,指的是平均速度 | |
C. | 瞬时速度的方向与位移的方向相同 | |
D. | 某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止 |
A. | 平均速率就是平均速度的大小 | |
B. | 平均速度即为一段时间内初末速度的平均值 | |
C. | 瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度 | |
D. | 当时间趋于无穷小时,平均速度就可认为是瞬时速度 |
A. | 提出问题-假设(猜想)-数学推理-实验验证-得出结论 | |
B. | 提出问题-假设(猜想)-实验验证-数学推理-得出结论-合理外推 | |
C. | 提出问题-假设(猜想)-数学推理-实验验证-合理外推-得出结论 | |
D. | 提出问题-假设(猜想)-实验验证-合理外推-得出结论 |
A. | B受到C的摩擦力一定不为零 | |
B. | C受到水平面的摩擦力一定为零 | |
C. | 若斜面光滑,剪短细线后C不动,则剪短细线前后 C受到地面的摩擦力大小方向不变 | |
D. | 水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 |
A. | 质点正方向位移在第三秒时到达最大值 | |
B. | 第二秒末质点的速度方向和加速度方向都会改变 | |
C. | 后两秒内质点坐匀变速直线运动 | |
D. | 第3秒内做匀减速直线运动 |
A. | 乙车做曲线运动,甲车做直线运动 | |
B. | 甲车先做匀减速运动,后做匀速运动 | |
C. | 乙车的速度不断增大 | |
D. | 两车相遇一次 |