D.把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
E.将小车移至靠近打点计时器处
F.先释放纸带,再接通打点计时器
(2)用毫米刻度尺测量得到图乙中A点与其他计数点间的距离为:AB=3.00 cm、AC=10.16 cm、AD=21.48 cm、AE=36.95 cm,则打下D点时小车的速度大小为________m/s;小车的加速度大小为________m/s2.(结果保留三位有效数字)
8.[2020·安徽省宿州市时村中学模拟]某同学在“用打点计时器测速度”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,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点没标出,其余部分两点间的距离如图所示,完成下列问题.
(1)电火花计时器的工作电源是________(填“交流电”或“直流电”),电源电压是________V.
(2)关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的是________.
A.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短
B.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短
C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
D.如果电源为直流电源,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变
(3)计算出打下点4时小车的瞬时速度大小为v4=________,小车的加速度大小为a=________.(计算结果保留三位有效数字)
9.[2020·江西五校联考]某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验时,得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,在其上取了A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两个计数点之间还有4个计时点(图中没有画出),打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源.经过测量得:d1=3.62 cm,d2=9.24 cm,d3=16.85 cm,d4=26.46 cm,d5=38.06 cm,d6=51.67 cm.
(1)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为________m/s,加速度大小为________m/s2.(结果保留三位有效数字)
(2)如果交流电源的频率实际是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)实际值.
1.答案:(1)CD (2)5.50(5.48~5.52均可) 2.40(2.38~2.42均可)
解析:(1)本实验是探究匀变速直线运动,因此在实验前并不需要平衡摩擦力,A错误;只要钩码能牵引小车做匀加速直线运动即可,钩码的质量不需要远小于小车的质量,B错误;为充分利用纸带,实验时应将小车由靠近打点计时器的位置释放,C正确;实验时,应先接通电源,后释放小车,D正确.(2)由读数规则可知s2=(9.60-4.10) cm=5.50 cm,由逐差法可知s2-s1=at2,又t=5T=f,整理得a=25,代入数据解得a=2.40 m/s2.
2.答案:(1)B (2)匀变速 两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定 0.30
解析:(1)电磁打点计时器的工作电源为6 V以下的交流电,选项B正确.(2)根据打出的纸带中两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定,可大致判断小车做匀变速直线运动,利用Δx=aT2,T=5×0.02 s=0.1 s,可得小车的加速度大小a=0.30 m/s2.
3.答案:75T2
解析:由题给条件知,相邻两个计数点间的时间间隔t=5T,依据Δx=at2得x5-x2=3at2,则a=75T2.
4.答案:(1)1.20 (2)2a 0.144(0.141~0.147均可)
解析:(1)刻度尺读数时要估读到最小刻度的下一位,故O、D间的距离为1.20 cm.(2)由公式x=2a(Δt)2知图线的斜率表示2a,即加速度的二分之一,解得a=0.144 m/s2.
5.答案:(1)AB (2)0.80 0.40
解析:(1)利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律,在实验中,必要的措施是:细线必须与长木板平行;先接通电源,再释放小车;不需要平衡摩擦力,不需要满足小车的质量远大于钩码的质量.因此正确选项是AB.(2)由Δx=aT2,T=0.10 s和逐差法可得小车的加速度a=9T2=0.80 m/s2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得打点计时器打出B点时小车的速度vB=2T=0.40 m/s.
6.答案:(1)从右向左 (2)0.19 0.037
解析:本题考查利用等时下落的水滴求速度和加速度的实验.(1)由于小车在阻力作用下做减速运动,所以其运动方向为从右向左.(2)滴水周期为T=46-1 s=3 s.
小车运动到A点位置时的速度大小为vA=3×10-3 m/s=0.19 m/s;小车加速度大小为a=2 m/s2=0.037 m/s2.
7.答案:(1)CF (2)1.34 4.16
解析:(1)其中不需要的步骤是C,本实验研究的是匀变速直线运动,是否存在摩擦阻力,对实验没有影响,只要加速度恒定即可;错误的是F,实验时,不能先释放纸带,再接通打点计时器,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,所以应该先接通电源,再释放纸带.(2)由于打点计时器打点的时间间隔为0.02 s,相邻两个计数点之间还有四个点未标出,所以相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s.根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度,可以求出打下D点时小车的瞬时速度大小:vD=2T=2×0.1×10-2 m/s=1.34 m/s,根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2,可以求出加速度的大小,解得:a=4T2=4×0.1×0.1×10-2 m/s2=4.16 m/s2.
8.答案:(1)交流电 220 (2)C (3)0.314 m/s 0.499 m/s2
解析:(1)电火花计时器使用的是220 V的交流电.(2)打点计时器是使用交流电源的仪器,其打点周期与交流电的周期相同,与电压、速度等无关,故A、B、D错误,C正确.(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有标出,所以相邻两计数点间的时间间隔T=0.1 s,根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度,计算出打下点4时小车的速度大小为v4=2×0.1 m/s=0.314 m/s.根据逐差法可得a=(3T)2=(3×0.1)2 m/s2=0.499 m/s2.
9.答案:(1)1.06 2.00 (2)大于
解析:相邻两计数点之间的时间间隔为t=5T=0.1 s,则vE=2×0.1 m/s=1.06 m/s,根据Δx=at2可以求出加速度的大小,解得a=(3×0.1)2 m/s2=2.00 m/s2.(2)如果交流电的频率为49 Hz<50 Hz,那么实际打点周期变大,相邻两计数点之间的时间间隔t变大,根据公式Δx=at2知加速度的实际值会比测量值小.