题目内容

2.一小球沿斜面以恒定的加速度滚下并依次通过A、B、C三点,已知AB=6m,BC=10m,小球通过AB、BC所用时间均为2s,则小球的加速度和经过B点时的速度分别为多少?

分析 由△x=aT2得该过程的加速度,根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度即可求得B两点的瞬时速度.

解答 解:根据相邻相等时间位移差为恒量$△x=a{T}_{\;}^{2}$,有:
$\overline{BC}-\overline{AB}=a{T}_{\;}^{2}$
代入数据得:$a=\frac{10-6}{{2}_{\;}^{2}}m/{s}_{\;}^{2}=1m/{s}_{\;}^{2}$
根据中间时刻的瞬时速度等于某段时间的平均速度,有:
${v}_{B}^{\;}=\frac{\overline{AB}+\overline{BC}}{2T}=\frac{6+10}{2×2}=4m/s$
答:小球的加速度为$1m/{s}_{\;}^{2}$和经过B点时的速度为4m/s

点评 该题关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式,以及导出公式△x=aT2并能灵活运用.

练习册系列答案
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13.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图1所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.
(1)实验备有下列器材:打点计时器,低压交流电源,纸带和复写纸,导线,细线,小车,砝码和小盘,带滑轮的长木板,刻度尺.天平.(填写主要仪器)
(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是B.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=mg/M求出
(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图象分别如图2和图3所示,其原因分别是:
图2:没有满足m<<M;
图3:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(4)图4是用纸带拖动小车用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带.A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的记数点.相邻计数点的时间间隔为0.1秒.试求:
①打点计时器打下B、D点时小车的即时速度,VB=0.26m/s;VD=0.34m/s;
②小车的加速度a=0.4m/s2
10.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)对于本实验,以下说法中正确的是CD
A.砂和桶的总质量要远大于小车的总质量
B.每次改变小车质量后,需要重新平衡摩擦力
C.本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系
D.在探究加速度与质量的关系时,作出a-$\frac{1}{m}$图象容易更直观判断出二者间的关系
(2)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图1所示,下列对此同学操作的判断正确的是BCD
A.打点计时器不应固定在长木板的最右端,而应固定在靠近定滑轮的那端
B.打点计时器不应使用干电池,而应使用交流电源
C.不应将长木板水平放置,而应在右端垫起合适的高度,平衡摩擦力
D.小车初始位置不应离打点计时器太远,而应靠近打点计时器放置

(3)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.在某条纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间还有4个点未画出.其中S1=7.05cm、S2=7.67cm、S3=8.29cm、S4=8.91cm、S5=9.53cm、S6=10.15cm.那么,小车运动的加速度为0.62  m/s2(结果保留两位有效数字).
(4)若在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如下表所示:
实验次数加速度
a/m•s-2
小车与砝码总质量
m/kg
小车与砝码总质量的倒数
m-1/kg-1
10.320.205.0
20.250.254.0
30.210.303.3
40.180.352.9
50.160.402.5
请你在如图3的方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线.
(5)若保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,某同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图4所示.此图中直线发生明显弯曲的原因是随着F的增大,不再满足砂和桶的总质量远小于小车的总质量.

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