题目内容

8．如图所示为某实验小组在做“探究功和速度变化的关系”实验时的装置．

（1）实验小组在做好了各项准备后，应将小车停在靠近打点计时器处．释放小车和接通电源的顺序应是先接通电源后释放小车．小车拖动纸带，打点计时器在上面打下一系列小点．换上新纸带重复实验几次，从几条纸带中挑选点迹清晰的纸带进行测量．
（2）某同学在挑选的纸带上，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4…．实验中除了对距离进行测量外，还需要知道小车在某几个时刻的瞬时速度．若根据纸带可知点1和点2的时间间隔与点2和点3的时间间隔均为T，点1与点2间的距离为x1，点2与点3的距离为x2，由于小车的运动可以看作是匀加速直线运动，所以在打点2时小车的瞬时速度为$\frac{{{x_1}+{x_2}}}{2T}$．
（3）另一位同学认为可以在挑选出的纸带上，不记下第一个点的位置O，同样可以完成本实验．
你认为这位同学的想法是否可行．可行．（填“可行”或“不可行”）

分析 （1）实验时，小车应从打点计时器处开始释放；应先接通电源，然后再放开小车．
（2）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度．
（3）物体动能的变化量等于合外力的功，可以选取纸带上任意两个点研究合外力做功和动能变化的关系，处理实验数据时，并不一定要从第一个点开始．

解答 解：（1）实验小组在做好了各项准备后，应将小车停在靠近打点计时器处．
释放小车和接通电源的顺序应是先接通电源后释放小车．
（2）小车做匀变速运动，打第2点时小车的瞬时速度等于小车在1、3点内的平均速度，
则打第2点时的瞬时速度v2=$\overline{{v}_{13}}$=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$．
（3）探究合外力做功和动能变化的关系实验，只要求出纸带上任意两点所对应的小车速度与在这两点间合外力所做的功即可完成实验，并不一定要记下第一个点的位置，故该同学的方法可行．
故答案为：（1）打点计时器；接通电源；释放小车；（2）$\frac{{{x_1}+{x_2}}}{2T}$；（3）可行．

点评 要掌握打点计时器的使用方法及使用注意事项；掌握匀变速运动的规律，会求匀变速运动的瞬时速度．

练习册系列答案
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2．如图所示，轮O1、O3固定在同一轮轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1：r2：r3=2：1：1，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B、C三点的线速度之比为2：1：1B．A、B、C三点的角速度之比为1：2：1
C．A、B、C三点的加速度之比为2：4：1D．A、B、C三点的周期之比为1：2：1
3．如图是一辆汽车做直线运动的s-t图象，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是（　　）
A．OA段运动速度为15 m/s
B．BC段物体的速度最大
C．CD段的运动方向与初始运动方向相反
D．运动第4h内汽车的位移大小为30km
16．飞船在高空以$\frac{1}{10}$c的速度向目标飞行，从飞船上向目标方向发射一个光信号，则在地面的观察者看来光信号的速度是1.1c吗？
3．蝙蝠在飞行中每秒钟向正前方发射40次超声波，每次发射100个频率为2×106Hz的完整波，在空气中形成一系列断续的波列．假设蝙蝠沿直线飞行，速度为v1=20m/s，已知空气中的声速为v2=340m/s，水中的声速为1450m/s．则（　　）
A．蝙蝠发射的超声波在空气中的传播速度为360m/s
B．蝙蝠接收到的反射超声波频率比发射的超声波频率要高
C．此超声波经静止障碍物反射后波长会变长
D．此超声波由空气进入水中传播时波长变长
13．如图所示是电饭锅的电路示意图，其中定值电阻的阻值为R1，加热用的电热丝的阻值为R2，电饭锅两端的电压为U．在自动开关s断开时，通过电热丝的电流I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，自动开关s闭合时，电饭锅处于加热（填“加热”或“保温”）状态．
20．如图所示，两列相干波沿x轴相向传播，使得A，B两点的振动情况完全相同，已知两列波的波长均为2m，振幅均为0.05m，A，B两点相距3m，则（　　）
A．x=1.0m处的质点的振幅为0.1mB．x=1.0m处的质点的振幅为0
C．x=2.5m处的质点的振幅为0.1mD．x=2.5m处的质点的振幅为0
17．《验证机械能守恒定律》的实验装置如图所示，
（1）图中A是电磁打点计时器，B是纸带（填器材名称）
（2）下列有关操作，正确合理的一项是B（填序号）
A．将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上
B．用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，先接通电源，再放开纸带
C．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源
D．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源
（3）通过对纸带几组数据的正确处理，发现总是物体重力势能的减小量大于 物体动能的增加量（选填大于、小于、等于）
18．利用重锤下落验证机械能守恒定律．
①为进行“验证机械能守恒定律”的实验，用到如下器材：铁架台（也可利用桌边），重锤，电磁打点计时器以及复写纸、纸带，低压交流电源，天平，导线，电键．缺少的器材是刻度尺．
②在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g=9.80m/s2，测出所用重物的质量m=1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为7.62 J（结果取3位有效数字），动能的增加量为7.56 J（结果取3位有效数字）

③实验中产生系统误差的原因是阻力对重锤和纸带的影响．为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择较大（填“大”或“小”）的．
④如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的图线是一条直线，该线的斜率等于重力加速度g．

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