某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究“小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”,圖中小車可放置砝碼.實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.
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(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)繩連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,
 
 
,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),
 
;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.
(2)如圖2所示是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表格中的相應(yīng)位置.
       表1紙帶的測(cè)量結(jié)果
測(cè)量點(diǎn) s/cm v/(m?s-1
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
(3)如圖3所示,在坐標(biāo)紙上畫出小車的速度-時(shí)間圖象(以0點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),豎直坐標(biāo)以0.30m/s開始).
(4)根據(jù)速度-時(shí)間圖象判斷小車做的是
 
直線運(yùn)動(dòng).
(5)小車的加速度大小為
 
 m?s-2.(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)
分析:了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)則,為了提高紙帶的利用率,實(shí)驗(yàn)時(shí)要先打點(diǎn)后釋放小車;
小車在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在粗糙水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,通過對(duì)紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)處理可算出各點(diǎn)的速度大小及發(fā)生的位移.
運(yùn)用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上畫出小車的速度-時(shí)間圖象.v-t圖象斜率代表物體的加速度,根據(jù)v-t圖象求出加速度.
解答:解:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了提高紙帶的利用率,盡量多的在紙帶上打點(diǎn),因此將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,接通電源,釋放小車,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),斷開開關(guān).
(2)C到O距離為:sOC=6.08-1.00cm=5.08cm;
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:vC=
vB+vD
2
=
0.45+0.54
2
m/s=0.49m/s
(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得
vA=
XOB
2T
=
0.0320
2T
=0.40m/s
所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.04s
運(yùn)用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上畫出小車的速度-時(shí)間圖象:
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(4)根據(jù)速度-時(shí)間圖象看出是一條傾斜的直線,所以小車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(5)根據(jù)v-t圖象求出圖形的斜率k,v-t圖象斜率代表物體的加速度.
所以小車加速度a=k=
△v
△t
=
0.60-0.35
0.04×5
=1.25m/s2
故答案為:(1)②接通電源、釋放小車,斷開開關(guān)
(2)5.08,0.49
(3)如圖
(4)勻加速
(5)1.25
點(diǎn)評(píng):通過實(shí)驗(yàn)來小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,一是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,二是更能讓學(xué)生理解運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.
利用v-t圖象求解加速度時(shí),應(yīng)在直線上找相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求直線的斜率,可減小誤差.
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面.實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①將一塊一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上,
在長(zhǎng)木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;
②把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,連在小車后端,
用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
③把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,接通電源,從靜止開始釋放小車,得到一條紙帶;
④關(guān)閉電源,通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對(duì)小車所做的功與速度變化的關(guān)系.
如圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn),A、B、C是紙帶上的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,用刻度尺測(cè)得A、B、C到O的距離如圖所示,已知所用交變電源的頻率為50Hz,問:
(1)打B點(diǎn)時(shí)刻,小車的瞬時(shí)速度vB=
0.40
0.40
m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2)本實(shí)驗(yàn)中,若鉤碼下落高度為h1時(shí)合外力對(duì)小車所做的功為W1,則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí),合外力對(duì)小車所做的功為
h2
h1
W0
h2
h1
W0
.(用h1、h2、W1表示)

(3)實(shí)驗(yàn)中,該小組同學(xué)畫出小車位移x與速率v的關(guān)系圖象如圖3所示.根據(jù)該圖線形狀,某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出的猜想,肯定不正確的是
AC
AC

A.W∝v    B.W∝v2     C.W∝
1
v
      D.W∝v3

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究“動(dòng)能定理”,小車內(nèi)可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.

(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下,請(qǐng)將步驟②補(bǔ)充完整.                                                         
測(cè)量點(diǎn) s/cm  v/(m?s-1
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C    
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
①在小車內(nèi)放人砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔,連在小車后端,用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,先
接通電源
接通電源
釋放小車
釋放小車
,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),關(guān)閉電源;
③改變鉤碼或小車內(nèi)砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作,
(2)圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg,砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離s及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v(見表1),請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.
(3)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線(其中△v2=(v2-v20),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是
△v
2
 
與位移s成正比
△v
2
 
與位移s成正比
要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和
小車質(zhì)量M
小車質(zhì)量M

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行.
(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做
CD
CD
;
A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng)
(2)實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz.某同學(xué)打出的一段紙帶如圖2所示,則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為
2
2
m/s.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示裝置,由重物通過滑輪牽引小車,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車從靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)情況,把重物重力的大小作為對(duì)小車的合力大小,合力對(duì)小車做的功記為W,對(duì)應(yīng)的小車末速度記為v
(1)實(shí)驗(yàn)前是否需要平衡摩擦力?
(填“是”或“否”).重物的質(zhì)量m和小車質(zhì)量M之間必須滿足的關(guān)系是
m遠(yuǎn)小于M
m遠(yuǎn)小于M

(2)要計(jì)算功W,實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有
重物的質(zhì)量(或重力)
重物的質(zhì)量(或重力)
小車運(yùn)動(dòng)的距離
小車運(yùn)動(dòng)的距離

(3)本實(shí)驗(yàn)中正確操作可能得到的紙帶是兔圖2所示的4條紙帶的哪一條?
D
D

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科目:高中物理 來源: 題型:

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,
(1)下列敘述正確的是
 

A.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值
B.每次實(shí)驗(yàn)中,橡皮拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致
C.放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平
D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
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(2)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖2所示的紙帶.這條紙帶上的點(diǎn)距并不均勻,下列說法正確的是
 

A.紙帶的左端是與小車相連的
B.紙帶的右端是與小車相連的
C.利用E、F、G、H、I、J這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度
D.利用A、B、C、D這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度
(3)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做
 
;
A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng)
(4)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W-v圖象如圖3所示,根據(jù)圖線形狀,可知對(duì)W與v的關(guān)系符合實(shí)際的是圖3中的
 

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