题目内容
某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况,图1所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出),相邻计数点间有4个点迹未画出.(打点计时器每隔0.02s打出一个点)(1)为研究小车的运动,此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF…等各段纸带剪下,将剪下的纸带一端对齐,按顺序贴好,如图2所示.简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动.
方法:______.
(2)在图2中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm,则打下点迹A时,小车运动的速度大小是______m/s,小车运动的加速度大小是______m/s2.(本小题计算结果保留两位有效数字)
【答案】分析:(1)纸带的长度分别等于x=v平均t,因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s,即时间t相等,所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比;而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度,最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比.
(2)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可求出E点的速度,根据逐差法求出加速度,根据vt=v+at,可求出F点的速度.
解答:解:(1)它们的长度分别等于x=v平均t,因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s,即时间t相等,所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比;而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度,最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比,因此图2中的B、D、F、H、J、L,各点连起来恰好为一直线,说明每相邻两个纸袋相差的长度相等,即△x=aT2,所以说明小车做匀变速直线运动.
故答案为:连接纸带左上角(上方中点或纸带中点)为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等.
(2)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可得:

根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有:
x6-x3=3a1T2 ①
x5-x2=3a2T2 ②
x4-x1=3a3T2 ③
④
联立①②③④解得:
≈0.63m/s2.
故答案为:0.74,0.63.
点评:本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
(2)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可求出E点的速度,根据逐差法求出加速度,根据vt=v+at,可求出F点的速度.
解答:解:(1)它们的长度分别等于x=v平均t,因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s,即时间t相等,所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比;而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度,最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比,因此图2中的B、D、F、H、J、L,各点连起来恰好为一直线,说明每相邻两个纸袋相差的长度相等,即△x=aT2,所以说明小车做匀变速直线运动.
故答案为:连接纸带左上角(上方中点或纸带中点)为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等.
(2)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可得:
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有:
x6-x3=3a1T2 ①
x5-x2=3a2T2 ②
x4-x1=3a3T2 ③
联立①②③④解得:
故答案为:0.74,0.63.
点评:本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
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