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1、实验2：研究匀变速直线运动【例1】根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是 ( )A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度答案 AB【例2】一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如右图所示.下图是打出纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50 Hz,利用上图给出的数据可求出小车下滑的加速度a= .(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 ,用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f = .答案 (1)4 m/s2 (2)测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h和小车质量m mg-ma题型
2、器材巧用【例3】一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.实验步骤:(1)如图上图所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点.(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.由已知量和测得量表示的角速度的表达式为= ,式中各量的意义是: .某次实验测得圆盘半径r =5.5010-2 m,得到的纸带的一段如下图所示,求得角速度为
3、.答案 式中T为电磁打点计时器打点的周期,r为圆盘的半径,L是用米尺测量的纸带上选定的两点间的长度,n为选定的两点间的打点周期数 6.97 rad/s1.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以下表格所示,为了算出加速度,合理的方法是 ( )计数点序号123456计数点对应时刻/s0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度/cms-144.062.081.0100.0110.0168.0A.根据任意两计数点的速度公式a=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算出加速度C.根据实验数据,画出v-t图象,由图线上任意两点所对应的速
4、度,用公式a=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答案 C2.在使用打点计时器时,发现打点计时器打点周期不稳定,其原因可能是 ( )A.交流电压不稳定 B.永久磁铁磁性太弱C.电源的频率不稳定D.振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差答案 CD3.如图右所示,为同一打点计时器打出的两条纸带,由纸带可知 ( )A.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的大B.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的小C.纸带甲的加速度比乙的大D.纸带甲的加速度比乙的小答案 BD4.在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电
5、源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB= m/s,CE间的平均速度 m/s;(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系如图所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线;(3)根据图线可得小车运动的加速度为 m/s2.答案 (1)0.25 0.45 (2)如下图所示(3)15.某同学用如左图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上
6、取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如右图所示.该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):方法A:由g1=,g2=,g5=,取平均值=8.667 m/s2;方法B:由g1=,g2=,g3=,取平均值 =8.673 m/s2.从数据处理方法看,在s1、s2、s3、s4、s5、s6中,对实验结果起作用的,方法A中有 ;方法B中有 .因此,选择方法 (A或B)更合理,这样可以减少实验的 (系统或偶然)误差.本实验误差的主要来源有 (试举出两条).答案 s1、s6 s1、s2、s3、s4、s5、s6 B 偶然 阻力(空气阻力,振针的阻力,限位孔的阻力,复
7、写纸的阻力等),交流电频率,长度测量,数据处理方法等6.某同学用图右所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:a.安装好实验器材.b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如下图中0、1、26点所示.c.测量1、2、36计数点到0计数点的距离,分别记作:s1、s2、s3s6.d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.e.分别计算出s1、s2、s3s6与对应时间的比值f.以为纵坐标、t为横坐标,标出与对应时间t的坐标点,画出-t图线.结合上述实验步骤,请
8、你完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 和 .(填选项代号)A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重锤(2)将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如下图所示,则s2= cm,s5= cm.(3)该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出-t图线.(4)根据-t图线判断,在打0计数点时,小车的速度v0= m/s;它在斜面上运动的加速度a= m/s2.答案 (1)A C(2)2.98(2.972.99) 13.20(13.1913.21)(3)如下图所示(4)0.18(0.160.20) 4.80(4.505.10)