题目内容

某研究性学习组同学研究“空中下落物体所受空气阻力与运动速度关系”时,利用轻质材料制成的几个体积不同的小物体作为研究对象,用位移传感器、速度传感器等仪器测量小物体在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律.在相同的实验条件下,他们首先测量了一个小物体在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线.然后将不同小物体一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线l、2、3、4、5所示.
时间(s) 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
下落距离(m) 0.000 0.036 0.469 0.957 1.447 X
请回答下列提问:
(1)图(a)中的AB段反映了运动物体在做
匀速
匀速
运动,表中X处的值为
1.937
1.937
.
(2)图(b)中各条图线具有共同特点,物体在下落的开始阶段做
加速度逐渐减小的加速
加速度逐渐减小的加速
运动,最后物体做:
匀速
匀速
运动.
(3)比较图(b)中的图线l和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:
图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速运动,图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动)
图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速运动,图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动)
.
分析:(1)匀速直线运动的位移时间图象是一条倾斜的直线;从图象中找到2.0s,然后做纵轴的平行线,与1的图象有一个交点,再过交点做横轴的平行线,找出2.0s对应的距离.
(2)速度时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻物体的加速度;
(3)速度时间图象中,图线与时间轴平行,表示匀速直线运动,匀加速直线运动的图线是向上倾斜的直线.
解答:解:(1)图中AB段是直线,表示位移随时间均匀增加,反映了物体做匀速直线运动;
由表中数据结合图(a)可知,物体一开始加速下落,后来速度几乎不变,0.8s后做匀速直线运动.因为0.8秒-1.2秒通过了0.49米.1.2秒-1.6秒 通过了0.49米.所以1.6秒-2.0秒也应通过了0.49米.因此X=1.447+0.49=1.937米.
(2)速度时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻物体的加速度,图中五条曲线都逐渐变平,故都表示加速度逐渐减小,最后匀速;
(3)在1.0~1.5s时间段内,图线1是与时间轴平行的直线,表示匀速运动,图线5的切线斜率逐渐变小,表示加速度变小的加速运动;
故图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速运动,图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动).
故答案为:(1)匀速,1.937.
(2)加速度逐渐减小的加速;匀速.
(3)图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速运动,图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动).
点评:此题主要考查我们对于图象的分析能力,这是我们中学生必须掌握的一个能力.此题综合性较强,有一定的难度.
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