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在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图8所示,在纸带上标记0、1、2、3、4、5、6、7共8个计数点(图中计数点

一、题文

在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图8所示,在纸带上标记0、1、2、3、4、5、6、7共8个计数点(图中计数点6、7没有画出),相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,其零点跟计数点“0”对齐.
(1)在这个实验中,下列说法正确的是______
A.长木板一定要水平摆放,不能一端高一端低
B.在纸带上选计数点时必须从打下的第一个点算起
C.应先接通电源,再释放小车
D.作v-t图时,所描出的线必须经过每一个点
(2)把从图8中读出的三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.
距离d1d3d5
测量值/cm__________________
(3)小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=______m/s.(保留二位有效数字)
(4)粗测小车的加速度是a=______m/s2
(5)该同学在测量的时候忘记将计数点7到0点的距离记录下来,根据前面的数值,可以推算出计数点7到0的距离为______cm.

考点提示:实验:探究小车速度随时间变化的规律

二、答案

(1)A、只要小车做匀变速直线运动就可以,长木板可以不水平,故A错误.
B、要舍弃开始的密集点,从纸带上清晰的点开始选计数点,故B错误.
C、要先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故C正确.
D、作v-t图时,使尽可能多的点通过一条直线,两侧点数大致相等,故D错误.
故选C.
(2)根据毫米刻度尺读数,d1=1.20cm,d3=5.40cm,d5=12.00cm.
(3)相邻两计数点之间还有四个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔为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:v2=
x13
t13
=
d3-d1
2T
=
0.054-0.012
2×0.1
=0.21m/s
(4)从图中可以读出x13、x35间的距离,它们的时间间隔T=0.2s,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,得:x35-x13=△x=aT2
整理:a=
x35-x13
T2
=
(0.12-0.054)-(0.054-0.012)
0.22
=0.60m/s2
(5)匀变速直线运动中,连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量,故
x35-x13=x57-x35
6.60-4.20=x57-6.60
故x57=9.00
∴d7=x57+d5=9.00+12.00cm=21.00cm
故答案为:(1)C;(2)1.20,5.40,12.00;(3)0.21;(4)0.60;(5)21.00.

三、考点梳理

知名教师分析,《在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图8所示,在纸带上标记0、1、2、3、4、5、6、7共8个计数点(图中计数点》这道题主要考你对 实验:探究小车速度随时间变化的规律 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:实验:探究小车速度随时间变化的规律

考点名称:实验:探究小车速度随时间变化的规律
  • 实验目的:
    1、练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
    2、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

    实验原理:
    1、打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点(由于电源频率是50Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
    2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。


    3、由纸带求物体运动加速度的方法:
    ①用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=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
    ②用v-t图法:即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。

    实验器材:
    小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。

    实验步骤:
    1、把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示;


    2、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面;
    3、把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次;
    4、选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

    注意事项:
    1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
    2、应该先接通电源,再释放小车,当小车到达滑轮前及时用手按住。
    3、先断开电源,再取下纸带。
    4、对于电磁打点计时器,如打出的点较轻或是短线时,应调整振针距复写纸的高度。
    5、选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于(n-1)t。
    6、每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器才适用)。
    7、不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与0计数点的距离,再逐个计算x1、x2、x3…,读数时应估读到0.1mm。
    8、尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是:
          ①细绳尽可能与板面保持平行;
          ②滑轮和车轮灵活;
          ③长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致。

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