- 实验：探究小车速度随时间变化的规律
- 共728题
某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，在纸带上确定的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，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出．试根据纸带上各个计数点间的距离．
（1）在做用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种______仪器，常用的电火花计时器使用的电源是______V的交流电，它们是每隔______s打一个点（其中交流电的频率为50Hz）．
（2）分别计算出打下D点时小车的瞬时速度为vD=______m/s及小车运动的加速度a=______m/s2．（结果保留两位有效数字）
正确答案
（1）打点计时器是一种计时仪器，电磁打点计时器使用的电源为低压交流电源，电火花计时器使用的是220V的交流电源，它们的打点周期和所使用电源周期相同．
故答案为：计时、220、0.02．
（2）根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：
vD=
根据逐差法有：
a1=
a3=
a2=
a=
代入数据得：a=0.80m/s2．
故答案为：0.56，0.80．
在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节．下面的表格中的数据分别是两组同学在物体作直线运动过程中测得的位移s和时间t的数据记录．
（1）请你对表格中的数据进行描点处理，简要写出你分析处理数据的方法、过程．
简要分析：
（2）A→B过程中s随t变化规律的数学表达式：______C→D过程中s随t变化规律的数学表达式：______．
正确答案
（1）处理数据的过程：根据表格中提供的数据分别画出A→B的s-t图甲和C→D的s-t图乙
从甲图中可见：在误差允许的范围内，物体从A到B的运动为匀速直线运动从图线的斜率可求得v=
所以s=0.45t
从乙图中无法直接判断s、t之间的关系，但是该图线接近于二次函数的图象．为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作s-t2，为此求得表格如下：
依据上表中的t2、s数据可作图如丙．从图象中看出t2、s呈线性变化关系，由图中斜率求得，即a=
故s=0.325t2
故答案为：（1）图略
A→B从图中可见：在误差允许的范围内，物体从A到B的运动为匀速直线运动从图线的斜率可求得s=0.45t
C→D从图中无法直接判断s、t之间的关系，但是该图线接近于二次函数的图象．为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作s-t2，依据上表中的t2、s数据可作图．从图象中看出t2、s呈线性变化关系，由图中斜率求得s=0.325t2
同学们进行关于“探究小车速度随时间变化”的实验．
1）第一次打出的纸带如下图，不符合实验要求．则正确的调节是______
A．缩短振针的长度 B．交换接线的正负极
C接在直流电源上 D．伸长振针的长度
2）第二次打出的纸带如图，纸带上的点痕可以直接读出的物理量是______，需要测量的物理量是______，通过计算可以得出的物理量是______、______、______
3）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，每打5个点取一个计数点，A、B、C、D是四个计数点，则B点通过打点计时器时的速度大小是______m/s，该物体的加速度为______m/s2．
正确答案
（1）A、由图可知，纸带上打出的不是点而是小的线段，因此这是由于指针过长，打点时不能及时离开纸带导致的，所以要缩短振针的长度，故A正确；
B、由于使用的是交流电，即使交换正负极也不会产生什么影响，故B错误；
C、根据打点计时器的工作原理可知，若接在直流电源上，将不工作，不会打点，故C错误；
D、根据A选项的叙述可知，D错误．
故选A．
（2）速度、加速度、平均速度等物理量需要根据纸带提供的位移、时间等信息进行间接计算，而时间、位移可以从纸带上直接求出或者测量出来．
故答案为：时间，位移，瞬时速度，平均速度，加速度（速率，平均速率）．
（3）匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vB=
在匀变速直线运动中，连续相等时间内的位移差△x=aT2，其中△x=0.9cm，T=0.1s，带入数据解得：a=0.9m/s2．
故答案为：0.5，0.9．
如图是研究匀变速直线运动时打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D、E、F是按时间顺序先后打出的记数点（电源频率为50Hz，每两个计数点间有4个点未画出），用刻度尺量出A点到各点之间的距离如图所示，那么小车的加速度大小是_______________m/s2，方向是_______________。（填“向左”或“向右”）
正确答案
0.4325，向右
（1）如图1是一辆连有纸带的小车做匀变速直线运动时，打点计时器所打的纸带的一部分．打点频率为50Hz，图中A、B、C、D、E、F…是按时间顺序先后确定的计数点（每两个计数点间有四个实验点未画出）．用刻度尺量出AB、DE之间的距离分别是2.40cm和0.84cm．
①那么小车的加速度大小是______m/s2，方向与小车运动的方向相______．
②若当时电网中交变电流的频率变为60Hz，但该同学并不知道，那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比______（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．（以上各空均保留两位小数）
（2）用频闪照相的方式研究平抛运动，如图2是小球在竖直放置的坐标纸上留下的三个像点，图中每个小方格的边长都是0.54cm，已知闪光频率是30Hz，那么重力加速度g=______m/s2，小球的初速度是v0=______m/s，（以上各空均保留三位有效数字）
正确答案
（1）每两个计数点间有四个实验点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s
根据运动学公式得：△x=at2，
a=
由于从A到F相邻的计数点位移逐渐减小，所以纸带做减速运动，加速度方向与小车运动的方向相反．
如果在某次实验中，交流电的频率偏离60Hz，那么实际打点周期变小，
根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏大，
所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小
（2）相邻两个点的时间间隔为
所以g=
v0=
故答案为：（1）①0.52，反 ②偏小；
（2）9.72m/s2，0.486m/s．
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