1.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
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计数点序号 |
l |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
计数点对应的时刻(s) |
O.10 |
O.20 |
O.30 |
O.40 |
O.50 |
O.60 |
|
通过计数点的速度(cm/s) |
44.O |
62.0 |
8 1.O |
1 OO.O |
1l9.O |
1 38.O |
为了计算加速度,合理的方法是( ).
A.根据任意两计数点的速度用公式
算出加速度
B.根据实验数据画出V-t图象,量出其倾角,由公式a=tan
求出加速度
C.根据实验数据画出V-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式
算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
8.匀变速直线运动
(1)提出问题:
在探究实验中,我们描绘小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜直线,它表示小车做什么样的运动?小车速度随时间怎样变化?
如图所示,如果一个运动物体的v-t图象是直线,则无论△t取何值,对应的速度变化量△v与时间△t的比值
都是相同的,由加速度的定义
可知,该物体实际是
做加速度恒定的运动.这种运动叫匀变速直线运动. 。
(2)定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动
(3)v-t图象说明凡是倾斜直线的运动一定是匀变速直线运动,反之也成立,即匀变速直线运动的v-t图象一定是一条倾斜的直线.
(4)匀变速直线运动包括两种情形:
a与v同向,匀加速直线运动,速度增加;
a与v反向,匀减速直线运动,速度减小.
○经典例题库
例1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 .
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码
G.断开电源,取出纸带
[解析] 正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊合适的钩码,把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为:DBFAEGC.
[答案]DBFAEGC
例2.某同学在“测匀变速直线运动的加速度”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,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.
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(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下式(要求保留三位有效数字)
vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s,
vE= m/s,vF= m/s.
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
(3)根据第(2)问中画出的v-t图线,求出小车运动的加速度为 m/s2.(保留两位有效数字)
答(1)根据一段时间内的平均速度,等于该段时间中间时刻的瞬时速度,可求得打下B、C、D、E、F五个计时点时小车的速度为0.400m/s,0.479m/s,0.560m/s,0.640m/s,0.721m/s.(2)图略.(3)0.80(答案在0.79-0.81之间均可)
例3.下面给出沿直线做变速运动的火车和汽车,从开始计时及每隔1s的速度v1和v2的变化情况:
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时刻t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
… |
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火车v1/m·s-1 |
5.0 |
5.3 |
5.6 |
5.9 |
6.2 |
… |
|
汽车v2/m·s-1 |
20 |
18 |
16 |
14 |
12 |
… |
问:(1)表中火车(汽车)的速度变化有什么特点,它们分别做的是什么性质的运动?
(2)请由表格中数据画出变速运动的火车和汽车的V-t 图象。
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答(1)火车速度每秒钟增加0.3m/s,所以火车做的是匀加速直线运动,汽车速度每秒钟减小2m/s,所以汽车做的匀减速直线运动(2)为倾斜的直线,图略
例4.如图所示,图线(a)(b)表示物体各做什么运动?初速为多少?加速度为多少?
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答(a)做初速为0.5m/s,加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动,(b)做初速为30m/s, 加速度为-12m/s2的匀减速直线运动。
例5. 如图所示的速度-时间图像中。
(1)质点A,B,C分别做什么运动?初速度是否为零?是加速还是减速,说说你是怎么知道的。通过图象还能知道那些物理量,和同伴交流一下,看看谁知道得多。
(2)和同学交流后你能回答如下问题吗?A、B、C加速度分别为
aA= m/s2, aB= m/s2 ,aC= m/s2,其中 加速度最大.在t=0 s时 的速度最大,在t=4 s时 的速度最大,在t= s时,A、C的速度一样大.
答(1)A做初速为零的匀加速直线运动,加速度为0.5m/s2,B做初速为3m/s,加速度为-0.25m/s2的匀减速直线运动,C做初速为2m/s,加速度为0.25m/s2的匀加速直线运动. (2)0.5m/s2 -0.25m/s2 0.25m/s2 A B C 8
○同步训练班