第四节实验:研究匀变速直线运动
基础巩固
1.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是
( )
A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低
B.在释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
解析:长木板不能侧向倾斜,但可以一端高一端低,故A错.实验时,为了能在纸带上得到较多的点迹,释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处,B对;如果先释放小车,可能纸带上打不上几个点,故C对;为了保护小车,避免落地摔坏,在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动,D对.
答案:A
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,是用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况.某同学做此实验时步骤如下,其中错误或遗漏的步骤有: (1)__________________________________; (2)__________________________________.
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,放开纸带,再接通电源.
B.将打点计时器固定在长木板上,并接好电路.
C.把一条绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码.
1
D.小车停止运动后,直接取下纸带.
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔.
F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理.
将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上. ________________________________
解析:错误操作:(1)A中应先通电,再放纸带.(2)D中取纸带前先断开电源.
答案:(1)A中应先通电,再放纸带
(2)D中取纸带前先断开电源 BECADF
3.(2011·辽宁沈阳二测)如图甲所示是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,A､B两点间的距离为12.50 cm.用重物通过细线拉小车,让小车做直线运动
.
(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d=________cm.
(2)实验时将小车从图甲中位置A处由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.28×10s,则小车经过光电门时的速度为________m/s,小车加速度为________m/s.(保留两位有效数字)
2 2-2
解析:(1)游标卡尺的读数为两部分之和,主尺上的读数为1.1 cm,游标尺上第8条刻线与主尺刻线对齐,故游标尺上读数为8×0.05 mm=0.40 mm=0.040 cm,所以两部分和为1.140 cm.
d1.140102
(2)小车通过光电门的速度可近似认为不变,则v=m/s=0.50 m/s,由t2.28102
v20.502
22v=2ax,得,a=m/s=1.0 m/s. 22x212.50102
答案:①1.140 ②0.50 1.0
4.某实验小组拟用如图(1)所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块､钩码､纸带､米尺､带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置
.
(1)在图(2)中,从___________纸带可看出滑块的加速度和方向一致.
(2)用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有:___________､___________.(写出2个即可)
答案:(1)B (2)摆长测量､漏斗重心变化､液体痕迹偏粗､阻力变化等
5.(2010·广东理综)下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.
(2)ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A､B两点间距s=________;C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字). 3
解析:(1)打点计时器频率为50 Hz,周期T=1=0.02 s,故打相邻两点的时间间隔为0.02 f
s;(2)两相邻计数点间的时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s,由图读出s=7.0 mm=0.70 cm.C点对应速度vC=sBCSCD0.901.10cm/s=0.100 m/s. 2T20.1
答案:(1)0.02 s (2)0.68~0.72 cm 0.100 m/s
6.(2011·潍坊一模理综卷)为研究一钢珠在甘油中运动时所受阻力的大小,让它竖直落下进入甘油中,用频闪照相的方法得到钢珠在不同时刻的位置如图所示,其中AB位于液面上方,钢珠只在重力作用下加速下落,BD位于甘油中,钢珠先减速运动最后匀速运动.设钢珠在甘油中运动时受到的阻力与速度成正比,即F=kv,相机的闪光周期为0.05 s,标尺上每一小格代表的实际距离是1 cm,钢珠的质量为0.01 g,g取10 m/s.则钢珠在B点时的速度大小为________m/s.阻力常数k为
________kg/s. 2
解析:由图知,sAM:sMN:sNB不等于1:3:5,所以A点初速不为零,因为在AB段,小球作自由
sMB0.2m=2 m/s,∴vB=vN+gT=2.5 m/s.当进入甘油中满足mg=f时,小2T0.1s
mg-4球做匀速运动,∴mg=kv,∴k==2.5×10 kg/s. v落体运动,所以vN=
4
答案:2.5 2.5×10 -4
5