实验一速度随时间变化规律

智浪教育--普惠英才文库实验一:速度随时间变化的规律1.(2016·天津卷)某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动.(1)实验中,必要的措施是.甲A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a=m/s2,(要求充分利用测量的数据)打点计时器在打B点时小车的速度vB=m/s.(结果均保留两位有效数字)乙2.在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出),如图甲所示.打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点O对齐,从刻度尺上直接读取数据记录在表中.甲段OAOBOCODOEOF长度/cm0.541.532.924.767.009.40(1)由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度,如下表所示.vAvBvCvDvE速度/(10-2m·s-1)7.7012.016.220.4表中E点的速度应该为m/s.(2)试根据表格中数据和你求得的E点速度在图乙所给的坐标系中,作出v-t图象.从图象中求得物体的加速度a=m/s2.(结果保留两位有效数字)乙3.(改编)物理兴趣小组的同学现用图甲所示的实验装置“研究匀变速直线运动”:表面粗糙的木板固定在水平桌面上,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,小车到滑轮的距离大于智浪教育--普惠英才文库钩码到地面之间的距离.实验时先用手固定小车,给小车挂上适量的钩码,接通打点计时器的电源,释放小车,小车在钩码的作用下开始做匀加速运动,打点计时器在纸带上打出一系列的点.钩码落地后,小车继续在木板上向前运动.图乙是钩码落地后打点计时器打出的一段纸带,相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.1s,试解析下列问题:(计算结果保留两位有效数字)甲乙(1)他们已计算出小车在通过计数点1、2、3、4、5、6各计数点的瞬时速度,并填入了下表,以0点为计时起点,根据表中的数据请你在图丙中作出小车的v-t图象:各计数点的瞬时速度v1v2v3v4v5v6单位(m/s)0.4120.3640.3140.2640.2150.165丙(2)由所作的v-t图象可判断出小车做(填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”).(3)根据图象可求得钩码落地后小车的加速度为a=m/s2.4.(2015·泰州二模)(1)用图甲所示装置记录小车的运动情况,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,打点计时器打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s.甲乙从刻度尺上读出DE两点的距离为cm;计算小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为m/s,小车在布面上运动的加速度大小为m/s2.(速度和加速度的计算结果保留一位有效数字)智浪教育--普惠英才文库丙(2)某同学另外设计了一个测量物体瞬时速度的实验,其装置如图丙所示,在小车上固定挡光片,将光电门传感器固定在轨道面,垫高轨道的一端.选择不同宽度的挡光片后,该同学分别将小车从垫高端同一位置由静止释放,获得了表格中几组实验数据.则以下表述正确的是.实验次数第一次第二次第三次第四次不同的挡光片ⅠⅡⅢⅣ通过光电门的时间/s0.230440.174640.116620.05850速度/(m·s-1)0.3470.3440.3430.342①四个挡光片中,挡光片Ⅰ的宽度最小②四个挡光片中,挡光片Ⅳ的宽度最小③四次实验中,第一次实验测得的速度最接近小车到达光电门时的瞬时速度④四次实验中,第四次实验测得的速度最接近小车到达光电门时的瞬时速度A.①③B.②③C.①④D.②④5.用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图所示.(1)下列操作步骤的正确顺序为(只需填写步骤前的序号).①仔细调节水龙头和挡板的位置,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.②用秒表计时:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n”时,计时结束,读出秒表的示数为t.③用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h.④在自来水龙头下安置一块挡板A,使水一滴一滴连续地滴落到挡板上.(2)写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式g=.次数高度h/cm空中运动时间t'/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32(3)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t'是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间).利用这些数据,以为纵坐标、以为横坐标作图,求出的图线斜率的大小即为重力加速度g的值.(4)利用表中的实验数据,在空白处填上画图所需的数据,并在坐标纸中作出以第(3)问回答的内容为横纵坐标的图象,并求出g=m/s2.(结果保留三位有效数字)6.(2014·淮安一模)某小组用图示器材测量重力加速度的大小.智浪教育--普惠英才文库实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成.通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度,求重力加速度.(1)实验时,应先(填“释放小球”或“接通光电计时器”).(2)实验中保持A不动,沿杆向下移动B,测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t,经多次实验绘出与t关系图象如图所示.由图可知,重力加速度g与图象的斜率k的关系为g=,重力加速度的大小为m/s2.(3)若另一小组用同样的实验装置,保持B不动,沿杆向上移动A,则(填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度的大小.(4)为减小重力加速度的测量误差,可采用哪些方法?(提出一条即可).智浪教育--普惠英才文库实验一:速度随时间变化的规律1.(1)AB(2)0.800.40【解析】(1)实验时细线必须与长木板平行,否则小车不做匀变速运动,A正确;实验开始时要先接通电源,待打点稳定后再释放小车,B正确;此实验中只需保证小车做匀加速运动,不用考虑小车与钩码的质量关系及平衡摩擦力的问题,C、D错误.(2)两点的时间间隔为0.1s,由逐差法可以得出a==0.80m/s2,打点计时器在打B点时小车的速度vB==0.40m/s.2.(1)23.2×10-2(2)0.42(0.40~0.44均可)【解析】(1)根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即vE=,OF-OD=DF=4.64cm,T=0.1s,vE=23.2×10-2m/s.加速度可根据图中数据求出图线斜率.3.(1)所作的图象如图所示(2)匀变速直线运动(3)-0.47【解析】(1)所作的图象如图所示.(2)所作的v-t图象为一条倾斜的直线,所以小车做匀变速直线运动.(3)v-t图象的斜率表示小车的加速度.为求直线的斜率可在直线上取两个距离较远的点,如取(0.16,0.380)、(0.54,0.200),根据图象斜率的物理意义有a=k=m/s2=-0.47m/s2,负号表示小车做匀减速直线运动.4.(1)1.800.95(2)D【解析】(1)D点坐标为5.40cm,E点坐标为7.20cm,两点间的距离为1.80cm;AB、BC、CD和DE段间距都为1.80cm,小车匀速运动的速度为m/s=0.9m/s,EF段间距为1.60cm,说明在此段某时刻小车运动到薄布上.FG、GH、HI和IJ段相邻的位移之差都为0.20cm,则加速度大智浪教育--普惠英才文库小为a==m/s2=5m/s2.(2)挡光片的宽度越小,挡光时间就越短,通过光电门时的平均速度就越接近瞬时速度,D项正确.5.(1)④①②③或④①③②(2)(3)h(4)表格数据如图8.80~9.80次数高度h/cm空中运动时间t'/st'2/s2120.100.200.020225.200.230.026332.430.260.034438.450.280.039544.000.300.045650.120.320.051【解析】(1)实验的第一步是安装器材和调节器材,所以④是第一步,①是第二步,②和③的先后顺序对实验无影响,故合理的顺序应该是④①②③或④①③②.(2)根据位移时间公式,有h=gT2,其中T=,解得g=.(3)根据h=gt'2,得到h∝t'2,故答案为h和t'2.(4)根据数据,描点作图,连成直线,图略.6.(1)接通光电计时器(2)2k9.609.80(3)能(4)A、B间距离尽可能大,钢球体积尽可能小等【解析】(1)小球做自由落体运动的时间较短,因此应先接通光电计时器以确保小球通过两个光电计时器时能够正常计时.(2)根据自由落体运动规律可知h=gt2,又因为与t关系图象中图线的斜率k=,联立两式解得g=2k.根据图象可知,图线的斜率k=m/s2=4.84m/s2,所以g=9.68m/s2(因读数存在误差,答案在9.609.80m/s2之间均可).(3)改变光电计时器A和B是等价的,因此保持B不动,沿杆向上移动A,也能通过上述方法测得重力加速度的大小.(4)光电计时器具有一定的灵敏度,因此通过增大下落高度延长小球通过光电计时器AB段的时间来减小误差,另外也可采用体积尽可能小的钢球,减小光电计时器测量小球运动时间的测量误差.智浪教育--普惠英才文库