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简答题

在DIS研究直线运动的s-t图实验中,需要传感器是______.在DIS测匀变速直线运动的瞬时速度实验中,需要传感器是______.

正确答案

在DIS研究直线运动的s-t图实验中,需要传感器是位移传感器.在DIS测匀变速直线运动的瞬时速度实验中,需要传感器是光电门传感器;、

故答案为:位移传感器;光电门传感器.

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简答题

一位同学有两个大小相同的金属小球A、B,已知两小球的质量mA>mB.这位同学想知道这两个小球的质量之比为多大,但手边没有天平、弹簧秤这样的测量工具.这位同学使用了图(a)所示的装置,让A球从斜槽上的某一高度处滚下,重复10次,用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,找出小球落点的平均位置,然后,把B球放在小支柱上,让A小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞,重复十次.用同样的方法标出两小球落点的平均位置.如图b所示,M、P、N是小球落点的平均位置.O点为斜槽末端重垂线的投影点,O′点为被碰小球停放在支柱上的投影点,O和O′之间的距离等于小球的直径,根据图(b)所给出的数据得到的两小球质量之比mA:mB=______.

正确答案

小球A和小球B相撞后,小球B的速度增大,小球A的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后A球的落地点是在后面,是M点,球B的落地点在最前面,是N点;而小球A与B没有碰撞前,落地位置在碰后A的落点前面,B的后面,因此P点是碰前A的落点位置.

小球做平抛运动,抛出点的高度决定小球在空中的运动时间,由于小球抛出点的高度相同,则它们的运动时间相等.

所以碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替.

O点为斜槽末端重垂线的投影点,O′点为被碰小球停放在支柱上的投影点,所以碰撞前A球的水平位移是20cm

碰撞后A球和B球的水平位移分别是11cm和24cm.

在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有mAv0=mAv1+mBv2

mA×20=mA×11+mB×24

解得:mA:mB=8:3

故答案为:8:3

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简答题

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2

(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,始终要保持M>>m,这样做的目的是______.

(2)在某次测量中,窄片K的宽度d=8.00×10-3m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=______ m/s2

正确答案

(1)设小车的质量为M,沙桶的质量为m,根据牛顿第二定律得:

对m:mg-F=ma

对M:F=Ma

解得:F=

当m<<M时,即当沙桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于沙桶的总重力.

这样做的目的是小车所受合外力大小等于(或约等于)mg.

(2)运用光电门测量瞬时速度:

v1==0.2m/s

v2==0.4m/s

小车的加速度大小a==0.15m/s2故答案为:(1)小车所受合外力大小等于(或近似等于)mg

(2)0.15

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简答题

某同学用如图1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,释放小车,用位移传感器测量不同时刻小车距出发点的距离S

c.测量1、2、3…6计数点到出发点的距离,分别记作:S1、S2、S3…S6

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、S3…S6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.

该同学在图2中已标出1、2、3、4、5、6计数点对应的坐标点,根据出-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

正确答案

小车做匀加速直线运动,根据位移时间公式S=v0t+at2,推导出-t图象的表达式为:

=v0+at

-t图象的纵轴截距为:v0=20cm/s=0.2m/s;

斜率a==m/s2,故加速度为:a=≈5.33m/s2

故答案为:0.2,5.33.

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简答题

某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02S打一个计时点,该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中.

(1)C点的瞬时速度大小为______ m/s,

(2)AF段位移的大小x为______cm

(3)小车运动的加速度大小为______m/s2

正确答案

(1)根据匀变速直线运动特点,可知C点的瞬时速度为:

vc==0.70m/s.

(2)由图中数据可知:

△s=aT2=0.8cm                 ①

sDE=11.20-7.20=4.00cm         ②

sEF=sAF-sAE                   ③

联立①②③解得:sAF=16.00cm.

(3)由题意可知△x=aT2,其中△x=0.8cm,T=0.04s,

带入数据解得:a=5.00m/s2

故答案为:(1)0.70              

(2)16.00cm       

(3)5.00

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简答题

某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个技数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是本次排练的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:SA=16.6mm、SB=126.5mm、SD=624.5mm.

若无法再做实验,可由以上信息推知:

①相邻两计数点的时间间隔为______s;

②打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);

③物体的加速度大小为______(用SA、SB、SD和f表示).

正确答案

①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s.

②根据间的平均速度等于点的速度得vc==2.5m/s.

③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,即△x=aT2,所以有:

xBC=xAB+aT2,xCD=xBC+aT2=xAB+2aT2,xBD=2xAB+3aT2

所以a==

故答案为:(1)①0.1②2.5③

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简答题

第二种方法是先把纸带每隔0.1g剪断,得到若干短纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间.最后将纸条上端中心连起来,于是得到了v-t图象如图所示.则通过这条纸带所求得的加速度大小为______.

正确答案

因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s,即时间t相等,所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比;而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度,最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比.

速度-时间直线的斜率表示加速度,可知运动物体的加速度a==0.2m/s2

故答案为:0.2m/s2

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简答题

(1)某同学使用游标卡尺测样品的直径某次测量的结果如图所示,则该样品的直径为______mm.

(2)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=0.10s,其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm,则打A点时纸带的瞬时速度的大小是______m/s,计算小车运动的加速度的表达式为a=______,小车加速度的大小是______m/s2.(计算结果保留两位有效数字)

正确答案

(1)是20分度的卡尺,其精确度为0.05mm

则从主尺上读出毫米整数部分为8mm,从游标尺上可以看出第6条刻度线与主尺上刻度线对齐.故为6×0.05mm=0.30mm,则游标卡尺的读数应为:8mm+0.30mm=8.30mm

(2)由vt2=得:

vA=

=m/s=0.86m/s

逐差法求加速度公式:a=

代入数据得:a=0.64m/s2

故答案为(1)8.30   (2)0.86       a=     0.64

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简答题

如图是“研究匀变速直线运动”实验中,利用频闪照像(闪光灯每经过一定的时间间隔闪亮,使同一运动物体在同一底片的不同位置留下影像)拍摄运动物体获得的照片.A、B、C…是物体在照片上留下的影像,相邻影像对应的时间间隔是T,对应的距离依次是s1、s2、s3

(1)下列计算加速度的计算式中正确的有______.

(A)a=;(B)a=;(C)a=;(D)a=

(2)下列计算物体在D点时速度的表达式中正确的有______.

(A)vD=;(B)vD=;(C)vD=;(D)vD=

正确答案

(1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,即xm-xn=(m-n)aT2

A、a=;故A正确

B、a=;故B正确

C、a=,a=

所以a=;故C正确

D、a=,a=

所以a=,故D错误

故选ABC.

(2)根据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得

A、vD==,故A正确,BC错误

D、vD==,故D正确

故选AD.

故答案为:(1)ABC  (2)AD

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简答题

在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点在图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源.经过测量得:d1=3.62cm,d2=8.00cm,d3=13.20cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm.

(1)计算vF=______m/s;(结果保留三位有效数字)

(2)物体的加速度a=______m/s2;(结果保留两位有效数字)

正确答案

(1)每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.

利用匀变速直线运动的推论得:

vF==0.721m/s

(2)根据运动学公式得:△x=at2

a==0.80m/s2

故答案为:(1)0.721(2)0.80

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简答题

在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度,实验得到的一条纸带如下图所示,0、1、2、3、4…是选用的计数点,每相邻的计数点间还有4个打出的点没有在图上标出,打点计时器打点的时间间隔为0.02s.图中还画出了某次实验将最小刻度为毫米的刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点0、1、3、4的读数分别是:10.00cm、12.60cm、22.60cm、______cm(点2的读数未读出).计算出打下第2个计数点时的速度是______m/s,物体的加速度的大小是______m/s2. 

正确答案

图中所给的计数点4的读数是30.00cm

每相邻的计数点间还有4个打出的点没有在图上标出,所以相邻的计数点时间间隔是0.1s

根据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,

v2==0.50m/s,

根据运动学公式推论△x=at2得:

a==1.60 m/s2

故答案为:30.00cm,0.50m/s,1.60m/s.

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简答题

在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.若计时器所用电源的频率为50Hz,则打点周期为______S,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4=______m/s,小车的加速度大小a=______m/s2

正确答案

(1)若计时器所用电源的频率为50Hz,则打点周期为0.02S.

(2)带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s 根据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,

得:v4===0.405m/s

(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,

得:x4-x1=3a1T2 

x5-x2=3a2T2 

 x6-x3=3a3T2 

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值

得:a=(a1+a2+a3

即小车运动的加速度计算表达式为:

a==

解得:a=0.75m/s2故答案为:0.02,0.405,0.75.

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简答题

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点.测得:s2=1.80cm,s3=2.50cm,s4=3.20cm,s5=3.90cm,s6=4.60cm.那么:

(1)在计时器打出点3时,小车的速度为______m/s.

(2)小车的加速度为______m/s2

(3)s1的距离为______cm.

正确答案

(1)因为每5个点取一个计数点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s

利用匀变速直线运动的推论得:

v3===0.285m/s

(2)根据△x=aT2,有:

a===0.7m/s2

(3)根据s2-s1=0.7cm得:s1=1.1cm

故答案为:0.285;0.7;1.1

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简答题

A、某同学用图1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,从便于度量的点开始,记为 0、1、2、…6点所示.

c.测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离,分别记作:S1、S2、S3…S6

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、S3…S6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.

该同学在图2中已标出1、2、3、4、5、6计数点对应的坐标点,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

正确答案

小车做匀加速直线运动,根据位移时间公式S=v0t+at2,推导出-t图象的表达式为:

=v0+at

-t图象的纵轴截距为:v0=20cm/s=0.2m/s;

斜率a==m/s2,故加速度为:a=≈5.33m/s2

故答案为:0.2,5.33.

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简答题

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.

请你对表格中的数据进行分析,写出你分析处理数据的方法、过程.并分别得出物体从A→B和C→D的过程中s随t变化的规律.

(1)你选择的处理数据的方法是公式计算法还是描点作图法?______

(2)若选择公式计算法,请写出所用公式及计算分析过程;若选择描点作图法,则在下列网格图上作图并叙述你作图分析的过程.

(3)通过上述处理,你认为物体从A→B的过程中s随t变化的规律是:______;从C→D的过程中s随t变化的规律是:______.

正确答案

(1)你选择的处理数据的方法是:作图法           

(2)你处理数据的过程: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==0.45m/s

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==0.65m/s2故s=0.325t2

(3)通过上述处理,你认为物体

从A→B的过程中s随t变化的规律是:物体作匀速直线运动,s=0.45t 

从C→D的过程中s随t变化的规律是:物体作初速度为零的匀加速直线运动,s=0.325t2

 

故答案为:(1)作图法 

(2)如图

(3)s=0.45t,s=0.325t2

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