题目内容

研究小车“匀变速直线运动”的实验中,得到一条清晰的纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点未画出,测得相邻的计数点之间的距离分别为:X1=4.22cm、X2=4.65cm、X3=5.08cm、X4=5.49cm、X5=5.91cm、X6=6.34cm.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,则小车的加速度a=
0.42
0.42
m/s2,打下B点时,小车的瞬时速度VB=
0.44
0.44
m/s(结果均保留二位有效数字).
分析:根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,结合逐差法求出加速度的大小,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度.
解答:解:根据△x=aT2,运用逐差法得,a=
x4+x5+x6-x1-x2-x3
9T2
=
(5.49+5.91+6.34-4.22-4.65-5.08)×10-2
9×0.01
≈0.42m/s2
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则vB=
x1+x2
2T
=
(4.22+4.65)×10-2
0.2
m/s=0.44m/s.
故答案为:0.42,0.44
点评:解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度.注意单位的统一和有效数字的保留.
练习册系列答案
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(1)在用打点计时器研究小车的匀变速直线运动的实验中:
①某学生将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带.他在纸带上便于测量的地方开始,每隔4个打点标定一个计数点,共标出了A、B、C、D、E五个连续的计数点(相邻两个计数点间还有4个点没有标出).测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm,CD长为11.15cm,DE长为13.73cm.则打下C点时小车的瞬时速度大小vC=
 
 m/s,小车运动的加速度大小a=
 
m/s2.(均保留3位有效数字)
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②如果在实验过程中,交流电源的频率变为52Hz,而实验者并不知道,仍然按50Hz来进行计算,则其得出的加速度a的测量值与真实值相比,应该
 
.(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)
③实验中如果是通过悬挂钩码(借助滑轮和细线)来牵拉,使实验小车做匀加速直线运动的,则是否需要记录所悬挂钩码的质量或重力?
 
(选填:“需要”或“不需要”)
(2)如图(a)所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.
①为完成实验,还需要的实验器材有:
 

②实验中需要测量(记录)的物理量有:
 

③图(b)是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为
 
N/m.图线不过原点的原因是由于
 

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