题目内容

19.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v.
(1)请将C点的测量结果填在表格中的相应位置.

表1  纸带的测量结果
测量点s/cmv/(m•s-1
O0.000.35
A1.510.40
B3.200.45
C5.090.49
D7.150.54
E9.410.60
(2)在图2坐标纸上画出小车的速度-时间图象.
(3)根据速度-时间图象判断小车做的是匀加速直线运动.
(4)小车的加速度大小为1.25 m/s-2.(小数点后保留两位)

分析 (1)根据刻度尺的示数可明确对应的读数,根据平均速度可求得C点的瞬时速度;
(2)根据描点法可得出对应的图象;
(3)根据图象的性质可明确小车的运动性质;
(4)根据图象的斜率可求得加速度.

解答 解:(1)O点坐标为1cm,故C点距O点的距离OC=5.09cm;
由图可知,两点间的时间间隔为0.04s;C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,xBD=3.9cm=0.039m;
故vc=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.039}{0.04×2}$=0.49m/s;
(2)根据描点法得出对应的图象如图所示;

(3)由图可知,小车速度随时间均匀增大,故小车做匀加速直线运动;
(4)v-t图象的斜率表示加速度,故加速度a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.60-0.40}{0.20-0.04}$=1.25m/s2
故答案为:(1)5.09;0.49;
(2)如图所示;
(3)匀加速;
(4)1.25.

点评 本题考查“用打点计时器测速度”的实验,要注意明确通过图象分析匀变速直线运动的方法,明确描点作图的基本方法,知道图象的斜率表示加速度.

练习册系列答案
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10.利用如图1所示的实验装置,可以探究“加速度与质量、受力的关系”. 实验时,首先调整垫木的位置,使小车不挂配重时能在倾斜长木板上做匀速直线运动,以平衡小车运动过程中所受的摩擦力.再把细线系在小车上,绕过定滑轮与配重连接.调节滑轮的高度,使细线与长木板平行.在接下来的实验中,各组情况有所不同.

(1)甲组同学的实验过程如下:
①保持小车质量一定,通过改变配重片数量来改变小车受到的拉力.改变配重片数量一次,利用打点计时器打出一条纸带.重复实验,得到5条纸带和5个相应配重的重量.
②图2是其中一条纸带的一部分,A、B、C为3个相邻计数点,每两个相邻计数点之间还有4个实际打点没有画出.通过对纸带的测量,可知A、B间的距离为2.30cm,B、C间的距离为2.70cm.已知打点计时器的打点周期为0.02s,则小车运动的加速度大小为0.40m/s2
③分析纸带,求出小车运动的5个加速度a.用相应配重的重量作为小车所受的拉力大小F,画出小车运动的加速度a与小车所受拉力F之间的a-F图象,如图3所示.由图象可知小车的质量约为0.30kg(结果保留两位有效数字).
(2)乙组同学的实验过程如下:
①用5个质量均为50g的钩码作为配重进行实验.
②将钩码全部挂上进行实验,打出纸带.
③从配重处取下一个钩码放到小车里,打出纸带.
④重复③的实验,共得到5条纸带.
⑤分析纸带,得出实验数据,画出小车加速度与悬挂钩码所受重力的之间a-F图象.
乙组同学在实验基础上进行了一些思考,提出以下观点,你认为其中正确的是BD.
A.若继续增加悬挂钩码的数量,小车加速度可以大于当地的重力加速度
B.根据a-F图象,可以计算出小车的质量
C.只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时,a-F图象才近似为一条直线
D.无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量,a-F图象都是一条直线.

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