1、实验研究匀变速直线运动1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,不经计算,通过测量可以从纸带上直接得到的物理量是()A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度解析:时间间隔可以通过数纸带上所打的点的个数经过计算得出;位移可以通过测量纸带上所打点子间的距离得出;而平均速度或者瞬时速度都是依据实验数据通过实验得出的。答案:B2.下面是四位同学在测定做匀速运动的小车的速度时分别打出的四条纸带,纸带上的点迹比较理想的是()解析:小车做匀速运动,打出的纸带上点子间的距离相等,出现A纸带上的现象是由于打点计时器的振针调得太低,将纸带压得太紧,出现C纸带上的现象是由于打点计
2、时器的振针松动,D纸带表明小车做变速运动,选项B正确。答案:B3.(多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中,为减小测量小车运动加速度的相对误差,下列措施中哪些是有益的()A.使小车运动的加速度尽量小一些B.适当增加挂在细绳下的钩码的个数C.在同样条件下,打出多条纸带,选其中一条最理想的进行测量和计算D.舍去纸带上较密集的点,然后选取计数点进行计算解析:在满足纸带长度要求的前提下,应使加速度适当大一点,可使相同时间内位移大一些,减小测量误差。故A项错误,B、C、D项正确。答案:BCD4.(多选)一小球在水平桌面上做直线运动,用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照
3、片上小球各位置如图所示,已知照片与实物的比例为110,则()A.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/sB.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/sC.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/sD.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s解析:小球在通过8 cm距离内的平均速度v=xt=81040.1 cm/s=200 cm/s=2 m/s,A对,B错;小球通过6 cm处的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度v=xt=410cm20.1s=200 cm/s=2 m/s,C错,D对。答案:AD5.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几
4、条较为理想的纸带,已知相邻计数点间还有四个点未画出,则相邻两个计数点间的时间间隔为 s,依打点时间顺序将计数点编号为0、1、2、3、4、5,由于不小心,纸带被撕断了,如图所示在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应是。解析:相邻两个计数点间的时间间隔T=50.02 s=0.1 s。由纸带A知s=s2-s1=36.0 mm-30.0 mm=6.0 mm,由s5-s1=4s得,s5=s1+4s=30.0 mm+46.0 mm=54.0 mm。答案:0.1C6.在“研究匀变速直线运动”的实验中(1)下列哪些器材是多余的:。打点计时器天平低压直流电源细绳纸带小车钩码秒表一端有滑轮的长木板(2)
5、达到实验目的还需要的器材是。解析:实验中给打点计时器供电的是低压交流电源,而非低压直流电源。实验中小车的运动时间可以从所打纸带上的点迹数出,而不使用秒表测量,另外此实验不需要测质量,故不需要天平。在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离。答案:(1)(2)低压交流电源、刻度尺7.在测定匀变速直线运动的实验中,打点计时器打出一纸带,A、B、C、D为4个计数点,且两相邻计数点间还有4个点没有画出,所用交流电频率为50 Hz,纸带上各点对应尺上的刻度如图所示,则vB= m/s,a= m/s2。解析:由题意知每两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 svB=sAC2T=(8-5)10-220.1 m/
6、s=0.15 m/svC=sBD2T=(9.8-6.4)10-220.1 m/s=0.17 m/s由vC=vB+aT得,a=vC-vBT=0.17-0.150.1 m/s2=0.2 m/s2。答案:0.150.28.在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中,纸带记录了小车的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。其中s1=1.40 cm、s2=2.90 cm、s3=4.38 cm、s4=5.88 cm、s5=7.39 cm。(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、E两个点时小车的瞬时速度,并将这两个速度值填入下表:速度vBv
7、CvDvE数值(m/s)0.3640.513(2)将B、C、D、E各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(3)由所画速度时间图像求出小车加速度为 m/s2(保留三位有效数字)。解析:(1)打B点时的瞬时速度等于AC过程的平均速度vB=s1+s22T=(1.40+2.90)10-220.1 m/s=0.215 m/s打E点时的瞬时速度等于DF过程的平均速度vE=s4+s52T=(5.88+7.39)10-220.1 m/s0.664 m/s。(2)以打A点时开始计时,vt图像如图所示。(3)根据图像求出图线的斜率就是小车运动的加速度,a=0.664-0.2
8、150.4-0.1 m/s21.50 m/s2。答案:(1)0.2150.664(2)见解析(3)1.50(1.491.51)9.如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,其中s1=7.05 cm,s2=7.68 cm,s3=8.33 cm,s4=8.95 cm,s5=9.61 cm,s6=10.26 cm。(1)求计数点3处的瞬时速度的大小。(2)作出小车运动的速度时间图像,由图像求小车运动的加速度。解析:(1)计数点3的瞬时速度v3=s3+s42T=(8.33+8.95)10-220.
9、10 m/s0.86 m/s,(2)同理可求v1=s1+s22T=(7.05+7.68)10-220.10 m/s0.74 m/s,v2=s2+s32T=(7.68+8.33)10-220.10 m/s0.80 m/s,v4=s4+s52T=(8.95+9.61)10-220.10 m/s0.93 m/s,v5=s5+s62T=(9.61+10.26)10-220.10 m/s0.99 m/s。以纵轴表示速度,以横轴表示时间,描点连线如图所示。由图像可以看出,小车的速度随时间均匀增加,其运动的加速度可由图线求出,即a=v5-v1t5-t1=0.63 m/s2(0.620.64 m/s2均可)。答案:(1)0.86 m/s(2)见解析