2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 粵教版必修1
《2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 粵教版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 粵教版必修1(14頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 粵教版必修1 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并會(huì)求瞬時(shí)速度.2.會(huì)利用v-t圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并據(jù)此分析物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì).3.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用v-t圖象或逐差法求加速度. 一、實(shí)驗(yàn)原理 如圖1所示,為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,利用紙帶記錄的數(shù)據(jù),可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,并求出物體的加速度. 圖1 1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為s1、s2、s3、s4、…、sn,若Δs=s2-s1=s3-s2=s4-s
2、3=…=sn-sn-1,則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng),且Δs=aT2. 2.求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 根據(jù)平均速度法求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度.vn=,T為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔. 二、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙. 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.如圖2所示,把一端裝有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板沒有滑輪的一端,連接好電路. 圖2 2.把細(xì)繩一端拴在小車上,另一端跨過定滑輪,并掛上適當(dāng)?shù)你^碼,調(diào)整裝置,使小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行. 3.把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并將其一端固定在小車的后面. 4
3、.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,再放開小車(填“放開小車”或“接通電源”),讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng).于是,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn).換上新紙帶,再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次. 四、數(shù)據(jù)處理 1.挑選紙帶并測量 在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的.為了便于測量,舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn)),每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量,如圖3所示.(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出) 圖3 2.瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄 (1)根據(jù)vn=,計(jì)算某點(diǎn)瞬時(shí)速度,其中T=0.1 s. (2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù) 位置 1 2 3 4 5 6
4、7 時(shí)刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(m·s-1) 3.作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象 (1)定標(biāo)度:坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理,應(yīng)使圖象大致分布在坐標(biāo)平面中央. (2)描點(diǎn):在坐標(biāo)紙上確定出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置. (3)連線:用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn).如圖4所示. 圖4 觀察所得到的圖線,分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律. 4.求出小車的加速度 方法有兩種: (1)利用v-t圖象的斜率:a=. (2)利用逐差法 若紙帶上有相鄰的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的位移分別為s1、s2、…、s6,則a
5、1=,a2=,a3=. 小車的加速度 a== 其中T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 這樣使所給的數(shù)據(jù)得到了有效利用,達(dá)到了減小誤差的目的. 五、注意事項(xiàng) 1.開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.先接通電源,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車(填“接通電源”或“釋放小車”). 3.打點(diǎn)完畢,立即關(guān)閉電源. 4.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍棄點(diǎn)跡密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少.一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50 Hz時(shí),時(shí)間間隔為T=5×0.02 s=0.1 s. 5.在坐
6、標(biāo)紙上畫v-t圖象時(shí),注意坐標(biāo)軸單位長度的選取,應(yīng)使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面中央. 6.利用描出的點(diǎn)作v-t圖象時(shí),不要將相鄰的點(diǎn)依次相連成折線,而應(yīng)作一條平滑的直線或曲線,使大多數(shù)點(diǎn)在直線(或曲線)上,不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線(或曲線)兩側(cè),個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去. 一、實(shí)驗(yàn)操作 例1 在“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟,試找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G). A.拉住小車,將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后,放開小車,再接通電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑輪的一端,并接好電路 C.把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面
7、吊著適當(dāng)?shù)你^碼 D.取下紙帶,再斷開電源 E.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 F.從所打的紙帶中選取較為理想的紙帶進(jìn)行測量分析 錯(cuò)誤和遺漏: ① ; ② ; ③G.
8、 ; 正確的步驟順序?yàn)? . 答案?、貯中應(yīng)先接通電源,再放開小車?、贒中應(yīng)先斷開電源,再取下紙帶?、跥.換上新紙帶,重復(fù)操作兩次 BECADGF 二、利用v-t圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 例2 在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中: (1)實(shí)驗(yàn)提供了以下器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì),其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是 . (2)如圖5甲所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫
9、出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02 s,則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為 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. 如下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、E、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度,請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度. 位置 B C D E F 速度/(m·s-1) 0.737 0.801 0.928 0.994 (3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在圖乙所示坐標(biāo)系中畫出小車的速度-時(shí)間關(guān)系圖線. (4)計(jì)算出的小車的加速度a=
10、m/s2. 甲 乙 圖5 答案 (1)彈簧測力計(jì) (2)0.1 0.864 (3)見解析圖 (4)0.64(±0.01) 解析 (1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測力計(jì). (2)根據(jù)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)前后一段時(shí)間內(nèi)的平均速度來代替知: vD== m/s=0.864 m/s. (3)小車的速度-時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示 (4)在v-t圖象中,圖線的斜率表示加速度的大小, 則a=≈0.64(±0.01) m/s2. 三、逐差法的理解及應(yīng)用 例3 如圖6所示,是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),從若干紙帶中選取的一條紙帶的一部分.他每隔4個(gè)
11、點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),圖上注明了他對(duì)各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)) 圖6 (1)為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng),請進(jìn)行下列計(jì)算,填入表內(nèi).(單位:cm,電源頻率為50 Hz) s2-s1 s3-s2 s4-s3 s5-s4 s6-s5 各位移差與平均值最多相差 cm,即各位移差與平均值最多相差 %.由此可得出結(jié)論:小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差,在誤差允許的范圍內(nèi)相等,所以小車的運(yùn)動(dòng)是 . (2)小車的加速度a= m/s2. 答案 (1)1.60 1
12、.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.16 勻加速直線運(yùn)動(dòng) (2)1.58 解析 (1)s2-s1=1.60 cm;s3-s2=1.55 cm; s4-s3=1.62 cm;s5-s4=1.53 cm;s6-s5=1.61 cm; ≈1.58 cm. 各位移差與平均值最多相差0.05 cm,即各位移差與平均值最多相差3.16%.由此可得出結(jié)論:小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等,所以小車的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)采用逐差法 a==≈1.58 m/s2. 1.(多選)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,下列
13、說法正確的是( ) A.通過調(diào)節(jié)滑輪的高度,使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上 B.坐標(biāo)軸單位長度越小越好 C.開始前要先接通電源后松開紙帶,打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好 答案 AC 解析 實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上,可以減小誤差,A正確;要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長度,使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面中央,B錯(cuò)誤;開始前要先接通電源后松開紙帶,打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶,C正確;鉤碼的質(zhì)量要適中,不要太大也不要太小,D錯(cuò)誤. 2.某同學(xué)學(xué)習(xí)了“自由落體運(yùn)動(dòng)”后,想到既然自由落體也是勻變速直線運(yùn)動(dòng),那就可以設(shè)計(jì)一自由落
14、體運(yùn)動(dòng)來測量重力加速度g.于是和同學(xué)合作,按照如圖7甲所示的裝置來進(jìn)行試驗(yàn). 圖7 (1)實(shí)驗(yàn)室中電火花計(jì)時(shí)器是 儀器. (2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓重物從靜止下落,并且測量了第1、2點(diǎn)的間距接近 mm,就可以確保重物做的是自由落體運(yùn)動(dòng). (3)做完實(shí)驗(yàn),選擇了一條紙帶,并截取了中間某一段,如圖丙,已知時(shí)間間隔為T.則測量C點(diǎn)速度vC= ,重力加速度g= .(寫表達(dá)式) (4)另一同學(xué)計(jì)算了其中連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的速度,如下表,請?jiān)趫D乙中描繪出該運(yùn)動(dòng)的v-t圖象. 1 2 3 4 5 v/(m·s-
15、1) 1.095 1.385 1.475 1.665 1.855 t/s 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 通過圖象得出重力加速度g= m/s2,產(chǎn)生偏差的原因 . 答案 (1)計(jì)時(shí) (2)2 (3) (4)見解析圖 9.71(9.50~9.80均可) 受到阻力的作用 解析 (1)電火花計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)儀器. (2)根據(jù)s=gt2=×9.8 m/s2×(0.02 s)2≈2 mm知,第1、2點(diǎn)的間距接近2 mm,可以確保重物做的是自由落體運(yùn)動(dòng). (3)C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vC=;根據(jù)Δs=
16、gT2,運(yùn)用逐差法得,g=. (4)速度-時(shí)間圖象如圖所示.重力加速度g==≈9.71 m/s2,產(chǎn)生偏差的原因是受到阻力的作用. 3.一個(gè)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng),用每隔 s曝光一次的頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻小球位置的照片,如圖8所示,即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個(gè)小球的像之間的時(shí)間間隔為 s,測得小球在幾個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)見下表: 圖8 s1/cm s2/cm s3/cm s4/cm 8.20 9.30 10.40 11.50 (1)小球在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差 (填“相等”或“不相等”),小球運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)屬于 直線運(yùn)動(dòng). (2)沿斜
17、面向下小球第三個(gè)位置速度為 m/s,小球的加速度為 m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案 (1)相等 勻加速 (2)0.985 1.10 解析 (1)由表格中的數(shù)據(jù)知,相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差為1.1 cm,位移差相等,小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻速度推論可得v3==×10-2 m/s=0.985 m/s,根據(jù)逐差法Δs=aT2可知a== m/s2=1.10 m/s2. 【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【題點(diǎn)】頻閃照相法研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 一、選擇題 1.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,下列說法不正確
18、的是( ) A.紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) B.使用刻度尺測量長度時(shí),要進(jìn)行估讀 C.作v-t圖象時(shí),所描曲線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn) D.在數(shù)據(jù)處理時(shí),常用公式法和圖象法 答案 C 解析 實(shí)驗(yàn)中可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),但相隔四個(gè)點(diǎn)時(shí)取計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.1 s(打點(diǎn)頻率為50 Hz),計(jì)算時(shí)更方便,A對(duì);使用刻度尺測量長度時(shí),要進(jìn)行估讀,B對(duì);作v-t圖象時(shí),應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在線上,離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)大膽舍棄,C錯(cuò);處理數(shù)據(jù)時(shí),常選擇公式法和圖象法,D對(duì). 2.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是( ) A.小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)
19、時(shí)只需打一條紙帶,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 B.為使測量更為嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)把打下的第一個(gè)點(diǎn)作為第一個(gè)測量點(diǎn) C.為了便于測量,應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn),找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn) D.兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1 s 答案 C 解析 小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí),需要采用多次測量,打出多條紙帶,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,有利于減小誤差,故A錯(cuò)誤;紙帶上開始時(shí)打的點(diǎn)比較密集,點(diǎn)距過小,測量誤差較大,故應(yīng)舍去,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn),故B錯(cuò)誤,C正確;選取計(jì)數(shù)點(diǎn),可增加測量距離,減小測量過程所產(chǎn)生的誤差,兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定取0.1 s,故D錯(cuò)誤. 3.(多選)關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車速度
20、隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是( ) A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上,且靠近滑輪一端 B.開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端 C.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車 D.牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好 答案 BC 解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上沒有滑輪的一端,A錯(cuò)誤;鉤碼個(gè)數(shù)太少,打點(diǎn)密集,鉤碼個(gè)數(shù)太多,打點(diǎn)太少,都會(huì)帶來實(shí)驗(yàn)誤差,D錯(cuò)誤. 二、非選擇題 4.在測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度實(shí)驗(yàn)中,得到一條紙帶如圖1所示.A、B、C、D、E、F為相鄰的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1 s,則粗測小車的加速度為 m/s2. 圖1 答案
21、 1.58 解析 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論公式Δs=aT2, 得s2-s1=aT2, s3-s2=aT2,…, 各式相加有sn-s1=(n-1)aT2 根據(jù)sEF-sAB=4aT2, 代入數(shù)據(jù)得a== m/s2 =1.58 m/s2. 5.某學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng),他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上,實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶如圖2所示,他在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),在這點(diǎn)上標(biāo)明A,第六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明B,第十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明C,第十六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明D,第二十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明E.測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清,于是他測得AC長為14.56 cm,CD長為11.15 cm,
22、DE長為13.73 cm,則打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為 m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 m/s2,A、B的距離應(yīng)為 cm.(保留三位有效數(shù)字) 圖2 答案 0.986 2.58 5.99 解析 小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有: 平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度, 所以C點(diǎn)的速度等于AE間的平均速度, 所以vC= = =0.986 m/s; 在計(jì)算加速度時(shí),為使得到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,應(yīng)該采用逐差法. a1=,a2=, 求平均值得a==2.58 m/s2; 小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)
23、的位移差相等,也就是有Δs=DE-CD=CD-BC=BC-AB,所以代入數(shù)據(jù)得AB=5.99 cm. 6.一同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌測定滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0 cm的遮光板,如圖3所示,滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1=0.30 s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2=0.10 s,則滑塊經(jīng)過第一個(gè)光電門時(shí)的速度v1=0.1 m/s,滑塊經(jīng)過第二個(gè)光電門時(shí)的速度v2=0.3 m/s. 圖3 (1)若已知遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt=4.0 s,則滑塊的加速度大小a=
24、 m/s2. (2)若已知兩光電門間距為L=80.00 cm,則滑塊的加速度大小a′= m/s2. (3)為了減小誤差,可采取的辦法是 . A.增大遮光板的寬度 B.減小遮光板的寬度 C.增大兩光電門的間距 D.減小兩光電門的間距 答案 (1)5×10-2 (2)5×10-2 (3)BC 解析 (1)據(jù)v2=v1+aΔt得a=5×10-2 m/s2.(2)據(jù)v22-v12=2a′L得a′=5×10-2 m/s2.(3)遮光板的寬度越小,瞬時(shí)速度的測量誤差越小;兩光電門的間距越大,測量L的相對(duì)誤差越小,故選B、C. 【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線
25、運(yùn)動(dòng) 【題點(diǎn)】創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 7.某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)測量點(diǎn).其中相鄰點(diǎn)間的距離如圖4所示,每兩個(gè)相鄰的測量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,則: 圖4 (1)根據(jù)紙帶上各個(gè)測量點(diǎn)間的距離,某同學(xué)已將1、2、3、5點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度進(jìn)行計(jì)算并填入表中,請你將4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度填入表中.(要求保留三位有效數(shù)字). 瞬時(shí)速度 v1 v2 v3 v4 v5 數(shù)值/(m·s-1) 0.165 0.214 0.263 0.363 (
26、2)以0點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在圖5所示直角坐標(biāo)系中畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線. 圖5 (3)由圖象求出小車的加速度a= m/s2.(保留三位有效數(shù)字) 答案 (1)0.314 (2)見解析圖 (3)0.495 解析 (1)4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度 v4= m/s≈0.314 m/s. (2)描點(diǎn)作圖 (3)根據(jù)圖象得:a= m/s2=0.495 m/s2. 8.某同學(xué)用如圖6甲所示的裝置測量重力加速度g,打下如圖乙所示的紙帶.如果在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離為s1、s2、s3、s4、s5、s6.
27、 圖6 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的 端應(yīng)和重物相連接.(選填“A”或“B”) (2)該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔): 方法A:由g1=,g2=,…,g5=,取平均值g=9.767 m/s2; 方法B:由g1=,g2=,g3=,取平均值g=9.873 m/s2. 從數(shù)據(jù)處理方法看,在s1、s2、s3、s4、s5、s6中,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的數(shù)據(jù),方法A中有 ;方法B中有 .因此,選擇方法 (填“A”或“B”)更合理. 答案 (1)A (2)s1、s6 s1、s2、s3、s4、s5、s6 B 解析 (1)重物拖著紙帶運(yùn)動(dòng),速度越來越大,在相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移越來越大,知實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的A端應(yīng)和重物相連接. (2)在分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),為了減小誤差,應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),方法A中,相加可知,最后只剩下s1、s6,而其他數(shù)據(jù)沒有用到;方法B中,三式相加后取平均值,為g=,因此六個(gè)數(shù)據(jù)都起作用,故方法B數(shù)據(jù)應(yīng)用充分,更合理一些. 【考點(diǎn)】自由落體加速度的測量 【題點(diǎn)】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測自由落體加速度
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