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如图为用打点计时器打出的一系列点的纸带,纸带固定在一个作匀加速直线运动的小车的后面,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的记数点,相邻记数点间的时间间隔是0.1s,测得AB

一、题文

如图为用打点计时器打出的一系列点的纸带,纸带固定在一个作匀加速直线运动的小车的后面,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的记数点,相邻记数点间的时间间隔是0.1s,测得AB=1.2cm,BC=2.0cm,CD=2.8cm,DE=3.6cm,EF=4.4cm则小车的加速度大小为______m/s2,打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为______m/s.

考点提示:打点计时器

二、答案

(1)题目给出了5段小位移,我们舍掉AB段,因为此段位移相对较小,测量的相对误差较大,后面4段位移分别为x1,x2,x3,x4
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-x2=2a1T2 
x3-x1=2a2T2 
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
x4+x3-x2-x1
4T2

a=
(4.4+3.6-2.8-2.0)
4×0.12
×10-2m/s2=0.8m/s2
(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,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.
vD=
xCE
2T
=
(2.8+3.6)×10-2
2×0.1
m/s
=0.32m/s
故答案为:0.8;0.32

三、考点梳理

知名教师分析,《如图为用打点计时器打出的一系列点的纸带,纸带固定在一个作匀加速直线运动的小车的后面,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的记数点,相邻记数点间的时间间隔是0.1s,测得AB》这道题主要考你对 打点计时器 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:打点计时器

考点名称:打点计时器
  • 1、打点计时器:
    是一种测量时间的工具。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间,纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔,就可分析物体的运动状况。

    2、电磁打点计时器:
    是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器,它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压在6V以下,当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点,通电前把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动。这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移。


    3、电火花计时器的原理与电磁打点计时器:
    电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似,这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力比较小,实验误差也就比较小。


  • 打点计时器:

    (1)作用:计时仪器,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点。

    (2)工作条件:①电磁打点计时器:4V~6V交流电源。②电火花打点计时器:220V交流电源。

    (3)纸带上点的意义:①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。
                                        ②通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况。
                                        ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。

     

    利用纸带判断物体运动状态的方法:

    (1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…,若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…,则说明物体在相等时间内速度的增量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动,即a====…

    (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1,x2,x3,x4…,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx=.aT2

    速度、加速度的求解方法:

    (1)即vn,如图所示:

    (2)由纸带求物体运动的加速度
    ①逐差法:即根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出a1、a2、a3,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度:=.
    ②图象法:即先根据vn求出多个点的瞬时速度,后作出v-t图象,图象的斜率即为物体运动的加速度。

     

     

     

     

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