文档文本内容
专题05 实验:探究小车速度随时间变化的规律
题型一 教材原型实验
1.【答案】(1)1.44;(2)2.0;(3)k
2
;
【解答】解:(1)由图(b)知,B 点速度为vc= xBD
2T = (11.5+12.5)×10
−2
2×0.1
m/s=1.2m/s,则vc
2=
1.44m2/s2。
(2)由题图(c)可知,当x=0.25m 时,v2=1.5m2/s2,则k = Δv
2
Δs = 1.5−1.0
0.25
m/ s
2=2.0m/ s
2。
(3)由匀变速直线运动的速度与位移关系式知v
2−v0
2=2as,结合v2﹣s 图像得直线方程知v2﹣b=ks
则可知k=2a,解得a= k
2
o
故答案为:(1)1.44;(2)2.0;(3)k
2
;
2.【答案】(1)不需要,不需要;(2)d6−d4
10T
;(3)0.4;(4)“探究加速度与力、质量之间的
关系”。
【解答】解:(1)“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,只要保证小车能做匀变速运动即可,
不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力,该实验不需要知道小车的合力,即不需要保证悬挂的钩码质
量要远小于小车的质量。
(2)设打点计时器的周期为T,每相邻两个计数点间还有4 个点没有画出,可得每相邻两个计数点间
的时间间隔为5T,则在打下F 点时小车的速度为v F =
xEG
2×5T = d6−d4
10T
(3)v﹣t 图像的斜率表示加速度,可得小车的加速度a= 0.3−0.1
0.5−0 m/ s
2=0.4 m/ s
2
(4)利用该实验装置还可以完成“探究加速度与力、质量之间的关系”实验。
故答案为:(1)不需要,不需要;(2)d6−d4
10T
;(3)0.4;(4)“探究加速度与力、质量之间的关
系”。
3.【答案】(1)B;(2)0.263,0.496;(3)CD。
【解答】解:(1)在“练习使用打点计时器”实验中,用手拉纸带时,小车的速度变化是连续且平滑
的,连线时应采用平滑曲线,故B 正确,A 错误。
故选:B。
(2)每两点间还有四个计时点没有画出,相邻计数点时间间隔t=0.1s,则打下D 点时小车的速度大
小为v D= xCE
2t = 0.0238+0.0288
0.2
m/ s=0.263m/ s
由逐差法可知a= xDG−x AD
9t
2
= 3.87+3.39+2.88−2.38−1.90−1.40
0.09
×10
−2m/ s
2≈0.496m/ s
2
(3)A.“练习使用打点计时器”不需要细绳一定都要与轨道平行,故A 错误;
B.“练习使用打点计时器”“探究小车速度随时间变化的规律”不需要调节轨道倾角平衡摩擦阻力,
故B 错误;
C.实验b 中“探究小车速度随时间变化的规律”中,保证小车做匀加速直线运动即可,P 端所挂钩码
质量可以大于小车及车上钩码的总质量,故C 正确;
D.实验c 中“探究加速度与力、质量的关系”中,P 端所挂钩码质量要远小于小车及车上钩码的总质
量,则绳子拉力近似等于钩码重力,故D 正确。
故选:CD。
故答案为:(1)B;(2)0.263,0.496;(3)CD。
4.【答案】(1)交流;(2)A;(3)x4+ x5
2T
,1.7。
【解答】解:(1)常见的打点计时器使用交流电源。
(2)为了充分利用纸带,记录更多数据,减小误差,实验时应先接通电源后释放小车。故A 正确,
BC 错误。
故选:A。
(3)根据匀变速直线运动的规律,中间时刻的瞬时速度等于平均速度,由题可知,D 点是C、E 的中
间时刻,因此打点计时器打下D 点时小车的速度v D= x4+ x5
2T
根据逐差法x5−x1= 4 aT
2,代入数据得加速度大小a=1.7m/s2
故答案为:(1)交流;(2)A;(3)x4+ x5
2T
,1.7。
5.【答案】(1)下方;(2)B;(3)x2−2 x1
T
2
;(4)细线与木板不平行。
【解答】解:(1)电火花计时器要通过墨粉纸盘放电在纸带上留下点迹,故应将纸带置于墨粉纸盘下
方。
(2)为了充分利用纸带,先接通电源后释放小车,故B 正确,AC 错误。
故选:B。
(3)根据相邻相等时间内位移差为定值有x2−2 x1=aT
2
解得a= x2−2 x1
T
2
(4)由图可知图像的斜率越来越小,加速度越来越小,沿木板的分力越来越小,说明细线与木板不平
行。
故答案为:(1)下方;(2)B;(3)λ2−2 λ1
T
2
;(4)细线与木板不平行。
6.【答案】(1)A;(2)CD;(3)丙;(4)0.34,0.40。
【解答】解:(1)实验是“探究小车速度随时间变化的规律”,不需要测量槽码和小车的质量,不需
要天平;打点计时器是计时仪器,不需要秒表;纸带上点迹间距需要使用刻度尺测量,故A 正确,BC
错误。
故选:A。
(2)A.电磁打点计时器使用8V 交流电源,故A 错误;
B.先接通电源,再释放小车,故B 错误;
C.纸带上打点密集的部分,对应纸带运动速度较小,故C 正确;
D.当使用频率为50Hz 的交流电源时,每隔0.02s 打一个点,故D 正确。
故选:CD。
(3)电火花计时器使用220V 交流电源,故选丙。
(4)由题意可知相邻计数点间的时间间隔为
T =5× 1
f =5× 1
50 s=0.1s
匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打D 点时小车的速度为
v = xCD+ xDE
2T
= 3.20+3.60
2×0.1
×10
−2m/ s=0.34 m/ s
根据逐差法可得小车的加速度为
a= xCD+ xDE−x AB−xBC
4T
2
= 3.20+3.60−2.40−2.80
4×0.1
2
×10
−2m/ s
2=0.4 m/ s
2
故答案为:(1)A;(2)CD;(3)丙;(4)0.34,0.40。
7.【答案】(1)C;(2)C;(3)A 点;0.50;(4)小于;
【解答】解:(1)实验中,除打点计时器(含电源、纸带、复写纸)、小车、平板和重物外,还需要
刻度尺测量点迹之间的距离。故ABD 错误,C 正确。
故选:C。
(2)A.电磁打点计时器使用8V 左右的交流电为电源,故A 错误;
B.在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,再让物体运动起来,进行打点,故B 错误;
C.根据T = 1
f
可知,交流电的频率f 越高,打点的时间间隔T 就越小,故C 正确;
D.打点的时间间隔相等,纸带上的点迹越密集,说明相等时间内物体通过的距离越小,则物体运动
的速度越小,故D 错误。
故选:C。
(3)小车刚释放时,小车速度小,纸带上的点迹较密集,因此纸带上的A 点离小车更近。
由题可知,相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s 由逐差法可得,小车运动的加速度大小为
a= xDG−x AD
9T
2
= [(2.88+3.39+3.87)−(1.40+1.90+2.38)]×10
−2
9×0.1
2
m/ s
2=0.50m/ s
2
(4)如果当时电网中交变电流的频率是t=51Hz,则实际打点周期小于0.02s,而做实验的同学并不知
道,代入计算的时间偏大,使得加速度的测量值小于实际值。
故答案为:(1)C;(2)C;(3)A 点;0.50;(4)小于;
题型二 创新实验提升
1.【答案】(1)0.39,1.4;(2)5.0,偏小。
【解答】解:(1)相邻的计数点间的时间间隔为T =5× 1
f =5× 1
50 s=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,可以求出打计数点2 时小车的速度大小为
v2= x13
2t = 7.80
2×0.1 ×0.01m/ s=0.39m/ 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
a= x34−x23
t
2
= (13.80−7.80)−(7.80−3.20)
0.1
2
×10
−2m/ s
2=1.4 m/ s
2。
(2)遮光条通过第一个光电门的速度v1= d
t1
= 0.030
0.015 m/ s=2.0m/ s
遮光条通过第二个光电门的速度v2= d
t2
= 0.030
0.010 m/ s=3.0m/ s
则滑块的加速度大小a= v2−v1
Δt
= 3.0−2.0
0.200
m/ s
2=5.0m/ s
2
由实验原理可知,运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,遮光
条开始遮住第一个光电门的速度小于v1,遮光条开始遮住第二个光电门的速度小于v2,由于遮光条做
匀加速运动,则速度变化量减小,所以测量值与真实值相比偏小。
故答案为:(1)0.39,1.4;(2)5.0,偏小。
2.【答案】(1)0.5;(2)①s4−s1+ s5−s2+ s6−s3
9T
2
;③a1+a2
2g
;不变。
【解答】解:(1)相邻两滴水间的时间间隔T=
20
41−1
s=0.5s。
(2 )①根据匀变速直线运动的推论Δx =aT2 ,由逐差法可知,小车加速度大小a1
= s4−s1+ s5−s2+ s6−s3
9T
2
③设斜面倾角为θ,对小车,小车下滑时,由牛顿第二定律得mgsinθ﹣f=ma1,
小车上滑时,由牛顿第二定律得mgsinθ+f=ma2,解得sinθ= a1+a2
2g
,
空气阻力对sinθ 的测量没有影响,测量值等于真实值,sinθ 的测量值比真实值不变。
故答案为:(1)0.5;(2)①s4−s1+ s5−s2+ s6−s3
9T
2
;③a1+a2
2 g
;不变。
3.【答案】(1)0.365;(2)BC;(3)5.00,d
2
2 x ( 1
Δt2
2 −1
Δt1
2 )。
【解答】解:(1)相邻计数点间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s
打计数点2 时的速度
v2= x13
2T = (12.70−5.40)×10
−2
0.2
m/ s=0.365m/ s
(2)A.电火花计时器需要接220V 交流电源,故A 错误;
B.小车应尽量接近打点计时器,并应该先接通电源后释放小车,以充分利用纸带,故B 正确;
C.调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟长木板保持平行,故C 正确;
D.“探究匀变速直线运动”的实验不需要将木板的右侧垫高以补偿阻力,故D 错误。
故选:BC。
(3)20 分度的游标卡尺精度为0.05mm,可知读数d=5mm+0×0.05mm=5.00mm
遮光条宽度d,遮光条通过光电门1、2 的遮光时间分别为Δt1、Δt2,可得遮光条通过光电门1、2 的速
度分别为d
Δt1
、d
Δt2
,根据( d
Δt2
)
2
−( d
Δt1
)
2
=2ax
可得滑块加速度a= d
2
2 x ( 1
Δt2
2 −1
Δt1
2 )
故答案为:(1)0.365;(2)BC;(3)5.00,d
2
2 x ( 1
Δt2
2 −1
Δt1
2 )。
4.【答案】(1)2.00;(2)d
t2
;速度随时间均匀增加;(3)0.51。
【解答】解:(1)由图示游标卡尺可知,其精度是0.1mm,其读数为20mm+0×0.1mm=20.0mm=
2.00cm。
(2)小球经过光电门C 的瞬时速度表达式为v= d
t2
小球从B 到C 的运动时间是T,由图示v﹣T 图像可知,小球的速度v 随时间T 均匀增加,即v﹣T 图
像是倾斜的直线,小球做匀加速直线运动。
(3)设小球经过B 时的速度为v0,小球做匀加速直线运动,小球经过C 时的速度v=v0+aT,
由图示v﹣T 图像可知,小球经过B 时的速度v0=0.58m/s,当小球经过光电门C 的速度v=1.00m/s,T
=0.64s
光电门B、C 间的距离x= v0+ v
2
T = 0.58+1.00
2
×0.64m≈0.51m
故答案为:(1)2.00;(2)d
t2
;速度随时间均匀增加;(3)0.51。
5.【答案】(1)d
t2
;
(2)10.20;
(5)9.66(9.50~9.70)
【解答】解:(1)根据光电门的测速原理可知,滑块经过光电门1、2 的速度分别为
v1= d
t1
,v2= d
t2
(2)根据游标卡尺的读数规律,该读数为
10mm+0.05×4mm=10.20mm
(5)根据加速度的定义式有
a= Δv
Δt
对槽码与滑块整体进行分析有
mg=(M+m)a
则有
Δv =
mg
M +m ⋅Δt
结合图丙有
mg
M +m = 1.90−1.34
0.99−0.70 m/ s
2
解得
g≈9.66m/s2
故答案为:(1)d
t2
;
(2)10.20;
(5)9.66(9.50~9.70)
6.【答案】(1)80.0;(2)87.0;(3)1.40。
【解答】解:(1)由平均速度定义可知第三组数据为
v = x
t = 24.00
0.3 cm/ s=80.0cm/ s
(2)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,可知t=0.2s 时,小车的瞬时速度大小
为
v = Δx
Δt = 24.00−6.60
0.3−0.1
cm/ s=87.0cm/ s
(3)由匀变速直线运动规律有x = v0t + 1
2 at
2
变形得x
t = v0+ 1
2 at
故x
t −t图像的斜率为
k = 1
2 a
则小车的加速度大小为
a=2k =2× 101−59
0.6−0 ×10
−2m/ s=1.40m/ s
故答案为:(1)80.0;(2)87.0;(3)1.40。
7.【答案】(1)D;(2)0.61,1.2;(3)匀加速直线,kd f
2
25
。
【解答】解:(1)A.电磁打点计时器使用的是8V 的交流电源,故A 错误;
B.在实验时,先接通打点计时器的电源,后让小车运动,故B 错误;
C.打点的周期和交流电源的频率有关,与交流电源电压无关,故C 错误;
D.纸带上计时点排列越密,相同时间对应的位移越小,根据平均速度公式可知小车此过程平均速度越
小,故D 正确。
故选:D。
(2)由题意可知相邻计数点间的时间间隔为
T =5× 1
f =5× 1
50 s=0.1s
匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打3 点时小车的速度为
v = x3+ x4
2T
= 5.54+6.73
2×0.1
×10
−2m/ s≈0.61m/ s
根据逐差法可得小车的加速度为
a= x3+ x4−x1−x2
4T
2
= 5.54+6.73−3.16−4.35
4×0.1
2
×10
−2m/ s
2≈1.2m/ s
2
(3)纸带剪贴后,水平方向每条宽度相同,正好与相邻计数点间的时间对应,竖直长度为相邻相等时
间内的位移,由Δx=aT2,可知纸带的长度差相等,说明加速度恒定,则速度均匀增大,物体做匀加
速直线运动。
由Δx=aT2,Δx=kd
联立解得a= kd f
2
25
故答案为:(1)D;(2)0.61,1.2;(3)匀加速直线,kd f
2
25
。
课时精练
1.【答案】(1)24.00,80.0;(2)见解析;(3)70.0,59.0;(4)b,2k。
【解答】解:(1)由图(b)得,ΔxAD=xAB+xBC+xCD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm
AD 段的平均速度vAD= Δ x AD
3 Δt = 24.00
3×0.1
cm/s=80.0cm/s
(2)如图
(3)在v −Δt 图像中,将点迹用直线连接,如图:
由图像得:k= Δv
Δt = 101−59
0.6
cm/s2=70.0cm/s2
b=59.0cm/s
(4)小车做匀加速直线运动,由匀变速直线运动位移—时间公式得:x=vAt+ 1
2 at
2
整理得:x
t = v A+ 1
2 at,
即:v = v A+ 1
2 at
则打出A 点时小车速度大小vA=b
小车的加速度大小为a=2k
故答案为:(1)24.00,80.0;(2)见解析;(3)70.0,59.0;(4)b,2k。
2.【答案】①80.0,②87.0,④1.40。
【解答】解:①由平均速度定义可知第三组数据为v = x
t = 24 cm
0.3 s =80.0cm/ s
②根据中间时刻的速度等于平均速度可知计算机记录第2 组位移时小车的瞬时速度大小为
v = Δx
Δt = 24.00cm−6.60cm
0.3 s−0.1s
=87.0cm/ s
④由匀变速直线运动公式有x = v0t + 1
2 at
2
则有x
t = v0+ 1
2 at
所以x
t −t图像的斜率为k = 1
2 a
由图像可求得小车运动的加速度大小为a=2k =2× 101cm/ s−59cm/ s
0.6 s−0 s
=1.40m/ s
2
故答案为:①80.0,②87.0,④1.40。
3.【答案】(1)0.5;2.0;(2)C;kM。
【解答】解:(1)相邻计数点之间的时间间隔T = 5
f = 5
50 s=0.1s
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,打B 点时小车运动的速度大小
vB= OC −OA
2T
= (11.98−2.00)×10
−2
2×0.1
m/ s≈0.50m/ s。
根据逐差法,小车加速度的大小a= OF −2×OC
9T
2
= (41.96−2×11.98)×10
−2
9×0.1
2
m/ s
2=2.0m/ s
2
(2)平衡摩擦力后,在始终满足m≪M 情况下,小车所受合力F=mg
根据牛顿第二定律mg=Ma
变形得a= g
M ⋅m
a﹣m 图像为过原点的倾斜直线,故ABD 错误,C 正确;
故选:C。
图像的斜率k = g
M
重力加速度g=kM。
故答案为:(1)0.5;2.0;(2)C;kM。
4.【答案】(1)C;(2)左端;(3)0.481;0.799;
【解答】解:(1)A.电磁打点计时器使用的是约为6V 的交流电源,故A 错误;
B.在测量小车速度时,应先接通电源,后释放小车,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处
理和减小误差,故B 错误;
C.打点的时间间隔取决于交流电源的频率,根据T = 1
f
,可知电源频率越高,打点的时间间隔就越小,
故C 正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔内位移越小,即物体运动的越慢,故D 错误。
故选:C。
(2)在重物牵引下小车做加速运动,纸带的速度越来越快,相同时间内的位移逐渐增大,则应使纸带
的左端与小车相连。
(3)相邻两计数点间时间间隔T =5× 1
50 s=0.1s匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,
则打点计时器打C 点时小车的速度为v = xBD
2T = 5.20+ 4.41
2×0.1
×10
−2m/ s≈0.481m/ s
根据纸带上的数据,利用Δx =aT2 可得这段时间内的加速度大小为a= xDG−x AD
(3T )
2
解得
a= 6.00+6.80+7.61−(3.61+ 4.41+5.20)
(3×0.1)
2
×10
−2m/ s
2≈0.799m/ s
2
故答案为:(1)C;(2)左端;(3)0.481;0.799;
5.【答案】(2)f ( x1+ x2)
10
;(3)f
2( x4+ x3−x2−x1)
100
;(4)偏大。
【解答】解:(2)相邻计数点间的时间间隔为
T = 5
f
匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打2 点时木块的速度为
v2= x1+ x2
2T
= f ( x1+ x2)
10
(3)根据逐差法可得木块的加速度为
a= x4+ x3−x2−x1
4T
2
= f
2( x4+ x3−x2−x1)
100
(4)若实验时电源频率f<50Hz,则该同学用来计算的频率偏大,可知木块加速度的测量值将大于真
实值。
故答案为:(2)f ( x1+ x2)
10
;(3)f
2( x4+ x3−x2−x1)
100
;(4)偏大。
6.【答案】(1)3.53;(2)B;(3)0.049;(4)偏小。
【解答】解:(1)相邻两滴水落地的时间间隔为
T = 25
50 s=0.5 s
则平衡车加速运动到C 点的速度大小为
v = xBD
2T = 1.51+2.02
2×0.5
m/ s=3.53m/ s
(2)根据测量结果可知
Δx1=1.51m﹣0.99m=0.52m
Δx2=2.02m﹣1.51m=0.51m
Δx3=2.55m﹣2.02m=0.53m
Δx4=2.24m﹣2.36m=﹣0.12m
Δx5=2.11m﹣2.24m=﹣0.13m
Δx6=2.00m﹣2.11m=﹣0.11m
所以车在AE 段做匀加速运动,在FJ 段做匀减速运动,所以在EF 段关闭动力。
故B 正确,ACD 错误。
故选:B。
(3)根据逐差法可得,匀减速运动的加速度大小为
a减= xFG+ xGH −xHI −xIJ
4T
2
= 2.36+2.24−2.11−2.00
4×0.5
2
m/ s
2=0.49m/ s
2
根据牛顿第二定律可得
f=kmg=ma 减
联立可得
k = a减
g =0.049
(4)若该同学把50 滴计成了49 滴,求出的时间间隔将会偏大,测出的加速度将偏小。
故答案为:(1)3.53;(2)B;(3)0.049;(4)偏小。
7.【答案】(1)C;(2)BC;(3)0.04;(4)0.85,2.5。
【解答】解:(1)实验是研究小车匀变速直线运动的规律,不需要测量质量和力,打点计时器是计时
仪器,不需要秒表,纸带上点迹间距需要刻度尺测量,故C 正确,ABD 错误。
故选:C。
(2)ABC.为了充分利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,应先接通电源,后释放小车,
故BC 正确,A 错误;
D.该实验只要保证小车做匀加速直线运动即可,不需要减小阻力的影响,故D 错误。
故选:BC。
(3)由题意可知相邻计数点间的时间间隔为
T =2× 1
f =2× 1
50 s=0.04 s
(4)匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打D 点时小车的速度为
v D= x AE−x AC
2T
= 120.0−52.0
2×0.04
×10
−3m/ s=0.85m/ s
根据逐差法可得小车的加速度为
a= x AE−x AC−x AC
4T
2
= 120.0−52.0−52.0
4×0.04
2
×10
−3m/ s
2=2.5m/ s
2
故答案为:(1)C;(2)BC;(3)0.04;(4)0.85,2.5。
8.【答案】(1)不需要;(2)f ( x1+ x2)
10
;(3)f
2( x3+ x4−x1−x2)
100
;(4)偏大。
【解答】解:(1)本实验只需保证木块做匀变速直线运动即可,不需要满足钩码的质量远小于木块的
质量。
(2)由题意可知相邻计数点间的时间间隔为
T = 5
f
匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打2 点时木块的速度为
v = x1+ x2
2T
= f ( x1+ x2)
10
(3)根据逐差法可得木块的加速度为
a= x3+ x4−x1−x2
4T
2
= f
2( x3+ x4−x1−x2)
100
(4)若实验时电源频率f<50Hz,则该同学用来计算的频率偏大,可知木块加速度的测量值将大于真
实值。
故答案为:(1)不需要;(2)f ( x1+ x2)
10
;(3)f
2( x3+ x4−x1−x2)
100
;(4)偏大。
9.【答案】(1)3.37,3.93;(2)不为零,偏小。
【解答】解:(1 )由题意,频闪周期为T= 1
f = 1
10
s =0.1s ,小车运动到A 处的速度大小
v A = xOB
2T = 67.4
2×0.1 ×10
−2m/ s=3.37m/ s,根据逐差法,小车的加速度大小a= xBD−xOB
4T
2
=
(150.5−67.4)−67.4
4×0.1
2
×10﹣2m/s2≈3.93m/s2。
(2)由O 到A 小车做匀加速直线运动,根据运动学公式vA=v0+at,得v0=vA﹣at=3.37m/s﹣
3.93×0.1m/s≈2.98m/s,则小车在O 点时的速度不为零。如果实验时数码相机实际拍摄频率为12Hz,
则实际周期更短,由a = xBD−xOB
4T
2
可知,实际加速度更大,即加速度的测量值和实际值相比是偏小的。
故答案为:(1)3.37,3.93;(2)不为零,偏小。
10.【答案】(1)C;(2)AD;(3)左,0.624。
【解答】解:(1)电火花打点计时器需要220V 交流电源,不需要学生电源,也不需要天平和秒表;
需要刻度尺测量纸带,故ABD 错误,C 正确。
故选:C。
(2)A.实验前,调节滑轮高度,使细线与轨道平行,保证小车做匀加速运动,故A 正确;
B.该实验是探究小车速度随时间变化的规律,不需要使槽码的质量远小于小车的质量,故B 错误;
C.实验时,先接通打点计时器的电源,等打点稳定后释放小车,故C 错误;
D.实验时,为充分使用纸带,小车释放位置应靠近打点计时器,故D 正确。
故选:AD。
(3)纸带从左到右点间距逐渐增大,可知实验时,纸带的左端与小车相连;打下点“ 1”时小车的速
度大小为v1= x02
10T = 12.48×0.01
10×0.02
m/ s=0.624 m/ s
故答案为:(1)C;(2)AD;(3)左,0.624。
11.【答案】(1)0.52;(2)0.45;(3)不需要。
【解答】解:(1)由于交流电的频率为50Hz,且每隔4 个点取一个计数点,所以相邻两计数点间的
时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
根据Δx=a(2T)2可得,加速度大小为:a= (29.7+34.8)−(19.4+24.5)
(2×0.1)
2
×10
−3m/ s
2=0.52m/ s
2;
(2)根据牛顿第二定律可得:m2g﹣μm1g=(m1+m2)a1,m1g﹣μm2g=(m1+m2)a2
联立可得:a2=(1﹣μ)g﹣a1
结合图线可知,当:a1=3.0m/s2时,有a2=2.5m/s2
即:2.5=(1﹣μ)g﹣3.0
所以:μ=0.45;
(3)由以上分析可知,实验中不需要测量木盒A、B 及细沙的质量。
故答案为:(1)0.52;(2)0.45;(3)不需要。
12.【答案】(1)1.65cm;(2)D
t1
,越小;(3)2(b−c)
d
,
d b
2
4(b−c)
。
【解答】解:(1)刻度尺的分度值是1mm,所以应该度到分度值的下一位,所以读数为D=2.65﹣
1.00cm=1.65cm
(2)根据v= x
t ,可得:vA= D
t1
A、B 间距x 越大,A 点越靠近O 点,则vA越小。
(3)设小球到达斜面底端的速度大小为v,将小球的运动逆向看作由底端沿斜面向上的匀减速直线运
动,可得:
x=vt−1
2
at2,可得:x
t = v −1
2 at
此为x
t −t 的一次函数,截距为:b=v,斜率的绝对值为:b−c
d
= 1
2 a
解得:a= 2(b−c)
d
OB= v
2
2a =
d b
2
4(b−c)
。
故答案为:(1)1.65;(2)D
t1
,越小;(3)2(b−c)
d
,
d b
2
4(b−c)
。
13.【答案】(1)C;(2)1.20;(3)d
Δt1
,d
Δt2
;(4)1
t ( d
Δt2
−d
Δt1
);(5)BC。
【解答】解:(1)本实验利用光电门测滑块的速度,是用时间极短的平均速度代替瞬时速度,所应用
的物理方法是极限思维法。故C 正确,AB 错误。
故选:C。
(2)刻度尺的最小分度值为0.1cm,读出遮光板的宽度为d=1.70cm﹣0.50cm=1.20cm
(3)滑块经过光电门的瞬时速度近似等于遮光板通过光电门的平均速度,有v1= d
Δt1
,v2= d
Δt2
(4)由a= Δv
Δt
,得加速度a= v2−v1
t
= 1
t ( d
Δt2
−d
Δt1
)
(5)AB.遮光板的宽度越小,遮光板经过光电门的平均速度越接近于滑块经过光电门的速度,误差
越小,故A 错误,B 正确;
C.使滑块的释放点更远离光电门,则通过光电门速度越大,通过光电门时间越短,遮光板经过光电
门的平均速度越接近于滑块经过光电门的速度,误差越小,故C 正确;
D.使滑块的释放点更靠近光电门,遮光板经过光电门时的速度更小,所需时间更长,遮光板经过光
电门时的平均速度反而更不接近滑块经过光电门的速度,故D 错误。
故选:BC。
故答案为:(1)C;(2)1.20;(3)d
Δt1
,d
Δt2
;(4)1
t ( d
Δt2
−d
Δt1
);(5)BC。
14.【答案】(1)不需要;(2)需要;(3)0.325,1.21。
【解答】解:(1)绳子中的拉力大小可由弹簧秤的示数直接读出,不需要使小车的质量远大于重物的
质量;
(2)只有平衡摩擦力以后拉力才是小车受到的合力,故需要平衡摩擦力;
(3)相邻计数点间的时间间隔为T =5× 1
f =5× 1
50 s=0.1s
打计数点3 时小车的瞬时速度v3= v24
2T = 2.64 +3.86
2×0.1
×10
−2m/ s=0.325m/ s
小车运动的加速度根据逐差法Δx=aT2
代入数据得a=1.21m/s2。
故答案为:(1)不需要;(2)需要;(3)0.325,1.21。
15.【答案】(1)C;(2)B;(3)0.31,0.50。
【解答】解:(1)时间由打点计时器计时,因此不需要秒表;因实验装置来探究小车速度随时间变化
的规律,因此不需要测量钩码的质量,不需要天平;纸带上计数点间的距离需要测量,因此为完成实
验,除了图甲中标出的器材外,还需要刻度尺,故C 正确,AB 错误。
故选:C。
(2)由匀变速直线运动的推论Δx=aT2,可知xBC﹣xAB=xCD﹣xBC,可得xAB=2xBC﹣xCD=2×1.90cm﹣
2.38cm=1.42cm,所以1.40cm 是最接近的数据,故B 正确,ACD 错误。
故选:B。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔为T=5× 1
50 s=0.1s,则打下E 点时小车的速度大小vE=
xDF
2T = 2.88+3.39
2×0.1
×0.01m/ s=0.3135m/ s≈0.31m/ s,
小
车
的
加
速
度
大
小
a
= xDF−xBD
(2T )
2
= (2.88+3.39)−(1.90+2.38)
(2×0.1)
2
×0.01m/ s
2=0.4975m/ s
2≈0.50m/ s
2
故答案为:(1)C;(2)B;(3)0.31,0.50。