题目内容

17．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①电磁打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板．小明看后觉得不妥，请你思考一下，哪些器材必须使用，哪些多余，还缺少什么？
（1）必须使用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨；缺少的器材有：低压交流电源、刻度尺．
（2）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源（填交流或直流）的计时仪器，其中电火花打点计时器的工作电压是220V，电磁打点计时器的工作电压是4-6V．
（3）某次实验时打点计时器使用交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，纸带上相邻两计数点间还有4个点示画出，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，

（4）根据图中数据完成以下表格
点标号012345
t（s）0
v（m/s）
（5）根据（4）中表格，在图中画出小车的速度时间图象．

（6）某同学根据（5）中图象提出了以下说法，其中正确的是：ABC（填“A”“B”“C”“D”序号）
A．所描的点在几乎在同一直线上，说明小车的速度随时间的变化规律满足一次函数关系．
B．所描的点在几乎在同一直线上，说明小车加速度不发生变化．
C．所描的点在几乎在同一直线上，说明小车的在做匀加速度直线运动．
D.0时刻位移为0，速度一定为0，所描的线在任何情况下都一定过原点．

分析 （1）探究小车速度随时间变化的关系的实验确定需要的实验器材．
（2）打点计时器使用交流电源，根据对打点计时器工作电压的了解答题．
（3）根据交流电周期与计数点的选择求出时间．
（4）根据纸带应用速度公式答题．
（5）应用描点法作出图象．
（6）根据作出的图象进行分析，判断小车的运动性质然后答题．

解答 解：（1）“探究小车速度随时间变化的规律”需测出小车的速度，需要的使用器材有：
①电磁打点计时器；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑨一端附有定滑轮的长木板．
电磁打点计时器需要使用电压交流电源，需要用刻度尺测计数点间距离；
（2）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，其中电火花打点计时器的工作电压是220V，电磁打点计时器的工作电压是4-6V．
（3）打点计时器使用交流电的频率为50Hz，纸带上相邻两计数点间还有4个点示画出，相邻计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s．
（4）相邻计数点间的时间间隔为0.1s，格局图示纸带可以求出打各点时的时刻，由速度公式：v=$\frac{s}{t}$可以求出受到，如下表所示：

点标号012345
t（s）00.10.20.30.40.5
v（m/s）0.81.21.62.02.4
（5）根据上表所示数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
（6）A、由图示图象可知，所描的点在几乎在同一直线上，v与t是一次函数关系，即小车的速度随时间的变化规律满足一次函数关系，故A正确；
B、．所描的点在几乎在同一直线上，v-t图象的斜率等于加速度大小，斜率是定值，加速度是定值，说明小车加速度不发生变化，故B正确；
C、匀加速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线，所描的点在几乎在同一直线上，说明小车的在做匀加速度直线运动，故C正确；
D、小车做匀加速直线运动，0时刻位移为0，但速度一定不为0，v-t关系是一次函数关系，图象不一定都一定过原点，故D错误；
故选：ABC．
故答案为：（1）①③④⑤⑥⑦⑨；低压交流电源、刻度尺；（2）交流；220V；4-6V；（3）0.1；（4）如上表所示；（5）图象如图所示；（6）ABC．

点评 要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度．

练习册系列答案
相关题目
17．长为L=1m的细线，拴一质量为m=2kg的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图．求摆线L与竖直方向的夹角为α=53°时：
（1）线的拉力F；
（2）小球运动的线速度的大小；
（3）小球运动的角速度及周期．
8．静电场方向平行于x轴，该电场的电势φ随x轴的分布可简化为如图所示的折线，则下列说法正确的是（　　）
A．在（-d＜x＜d）区间内，该电场为匀强电场
B．若将一电子放在（-d＜x＜d）区间内，则电子在x=0处的电势能最小
C．若将一质子在（-d＜x＜0）区间内静止释放，则该质子在该区域中运动时的电势能与动能的总和可能为正
D．若将一质子在（-d＜x＜0）区间内静止释放，则该质子在该区域中一定做直线运动
5．如图所示的竖直直角坐标平面xoy内有两条过原点的射线OA和OB与x轴的正半轴和负半轴都成45°角，在x轴上方∠AOB区域间分布着方向垂直纸面向外大小为B1的匀强磁场，在x轴的下方存在着方向垂直纸面向外大小为B2=$\frac{mv}{qL}$匀强磁场，现有一质量为m，带电量为+q的带电粒子以速度v从位于直线OA上的P（L，L）点竖直向下射出，经过测量发现，此粒子每经过相同的时间T会回到P点，（不计粒子重力）
（1）求匀强磁场$\frac{{B}_{1}}{{B}_{2}}$之比；
（2）若保持B2不变，而∠AOB间的磁场方向不变，现从P点向下发射两个速度在0～$\frac{v}{2}$围内（0＜v≤$\frac{v}{2}$）与原来相同的带电粒子（不计两个粒子间的相互作用力），它们进入∠AOB强磁场后都要经过P点，求∠AOB间的磁感应强度的B1′的大小．
（3）在满足题（2）中的条件下，求从P点出发后又回到P点的最短时间为多少？
12．如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系．
（1）选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W；用2条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为2W．
（2）小车在运动时会受到阻力，在实验中应平衡摩擦力，以消除这种影响．
2．某同学用若干橡皮筋牵引实验小车做功的方案探究功与速度变化的关系，获得下图所示的纸带．请根据图1信息，计算该方案所需的速度v=0.500m/s．（结果保留3位有效数字）
9．在探究功与速度变化关系的实验中准备了如图1所示的装置．
（1）先将1条橡皮筋套在钉子上，小物块在橡皮筋的作用下弹出，之后平抛落到水平地面上，落点记为P1；
（2）在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（1），小物块落点分别记为P2、P3、P4…；
①为了求出小物块被橡皮筋弹出后的动能（重力加速度g已知），需要测量的物理量有ADE
A．小物块的质量
B．橡皮筋的原长
C．橡皮筋的伸长量
D．桌面到地面的高度
E．小物块抛出点到落地点的水平距离
②将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…．若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、L2为横坐标作图，才能得到一条直线．
③某同学按照②中的要求作出图象，发现图象是一条没有通过坐标原点的直线（见图2），造成这种结果的原因可能是物块在桌面上受到摩擦力作用（写一条原因即可）
6．如图甲所示，带电荷的粒子以水平速度V0沿O′的方向从O点连续射入电场中（O′为平行金属板M、N间的中线）．M、N板间接有随时间变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，S为屏幕．金属板间距为d、长度为l，磁场B的宽度为d．已知B=5×10-3T，l=d=0.2m，每个粒子的初速V0=1.0×15m/s，比荷$\frac{q}{m}$=1.0×108C/kg，重力及粒子间相互作用忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可看做是恒定不变．求：

（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径．
（2）带电粒子射出电场时的最大速度
（3）带电粒子打在屏幕上的区域宽度．
7．如图所示，套在绳索上的小圆环 P 下面挂一个重为G的物体 Q 并使它们处于静止状态．现释放圆环P，让其沿与水平面成 θ 角的绳索无摩擦的下滑，在圆环 P 下滑过程中绳索处于绷紧状态（可认为是一直线），若圆环和物体下滑时不振动，稳定后下列说法正确的是（　　）
A．Q的加速度一定小于 gsinθB．悬线所受拉力为 Gsinθ
C．悬线所受拉力为GcosθD．悬线一定不与绳索垂直

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网