题目内容
4.在《研究匀变速直线运动》的实验中,如图所示是一次记录小车运动情况的纸带,从纸带中选取连续的七个点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,每两个相邻计数点间还有四个点没画出来,则相邻计数点间的时间间隔T=0.1S,打下C点时的瞬时速度为0.20m/s,小车运动的加速度大小为0.50m/s2,加速度方向是从C点指向D点(或E点等).点(计算结果均保留到小数点后二位).分析 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小;根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,再依据间距的变化趋势,从而确定加速度的方向.
解答 解:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,
所以相邻的计数点间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s,
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
VC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.0538-0.013}{2×0.1}$=0.20m/s
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.1526-0.0538-0.0538}{9×0.{1}^{2}}$=0.50m/s2,
小车运动的加速度方向为从C点指向D点(或E点等),
故答案为:0.1,0.20,0.50,D点(或E点等).
点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
练习册系列答案
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14.
A、D分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,AB=BC=CD,E点在D点的正上方,与A等高.从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程( )
| A. | 球1和球2运动的时间之比为1:2 | |
| B. | 球1和球2动能增加量之比为1:2 | |
| C. | 球1和球2抛出时初速度之比为2$\sqrt{2}$:1 | |
| D. | 球1和球2运动时的加速度之比为1:2 |
19.做匀变速直线运动的质点,其位移-时间的变化规律是s=16t-2t2(m),当质点的速度为零时,t等于( )
| A. | 4.0s | B. | 8.0s | C. | 16.0s | D. | 32.0s |
9.
如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek-h图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,取g=10m/s2,由图象可知( )
| A. | 小滑块的质量为0.2kg | |
| B. | 轻弹簧原长为0.2m | |
| C. | 弹簧最大弹性势能为0.32J | |
| D. | 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18J |
16.某实验小组采用如图1所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.

(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,将纸带穿过打点计时器连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,断开开关;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)如图2是在钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,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x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码所受重力做正功,小车所受摩擦力做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了如图3所示的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的结论是小车末、初速度的二次方之差与位移成正比.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量.
表1 纸带的测量结果
(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,将纸带穿过打点计时器连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,断开开关;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)如图2是在钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,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x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码所受重力做正功,小车所受摩擦力做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了如图3所示的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的结论是小车末、初速度的二次方之差与位移成正比.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量.
表1 纸带的测量结果
| 测量点 | x/cm | v/(m•s-1) |
| O | 0.00 | 0.35 |
| A | 1.48 | 0.40 |
| B | 3.20 | 0.45 |
| C | ||
| D | 7.15 | 0.54 |
| E | 9.41 | 0.60 |
13.
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧,其一端固定在斜面下端的挡板上,另一端与质量为m的物体接触(未连接),物体静止时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢沿斜面向下推动物体,使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止,然后撤去F,物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0,则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中( )
| A. | 物体的机械能守恒 | |
| B. | 弹簧弹力对物体做功的功率一直增大 | |
| C. | 弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sin θ | |
| D. | 物体从开始运动到速度最大的过程中重力做的功为2mgx0sin θ |