1.(单选)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下列方法不利于减小误差的是( )
A.选取计数点,把每5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当那一部分点进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
【答案】B
2.(单选)在“研究匀变速直线运动”实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示.
计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应
的时刻/s 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通过计数点的
速率/(cm·s-1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了计算加速度,合理的方法是( )
A.根据任意两计数点的速度,用公式a=算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tan α求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【答案】C
【解析】方法A偶然误差较大,方法D实际上也仅由始、末两段位移决定,偶然误差也比较大.只有方法C利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图线,方法B是错误的.正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式算出加速度,即方法C正确.
3.(多选)运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,在纸带上打下一系列小点.打点计时器打下的点直接记录了( )
A.物体运动的时间
B.物体在不同时刻的位置
C.物体在不同时刻的速度
D.物体在不同时间内的位移
【答案】AB
4.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50 Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图K1-4-1所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6 mm、sB=126.5 mm、sD=624.5 mm.
图K1-4-1若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻2个计数点的时间间隔为__________s.
(2)打C点时物体的速度大小为____________m/s(保留两位有效数字).
(3)物体的加速度大小为__________(用sA、sB、sC、sD和f表示).
【答案】(1)0.1 (2)2.5 (3)
【解析】(1)打点计时器打出的纸带每隔4个点选择1个计数点,则相邻2个计数点的时间间隔T=0.02×5 s=0.1 s.
(2)打C点时,物体的速度vC=BD==2.5 m/s.
(3)匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,有
BC=AB+aT2,CD=BC+aT2=AB+2aT2.
所以BD=2AB+3aT2,
解得a==.
5.如图K1-4-2所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度.
图K1-4-2(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需________(填字母代号)中的器材.
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作______________图象,其纵轴表示的是________________,横轴表示的是______________.
【答案】(1)D (2)—h 速度平方的二分之一 重物下落的高度
【解析】本题考查用打点计时器测重力加速度.涉及器材的选取和用图象处理数据的方法.
(1)打点计时器需接交流电源;重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码;计算速度需要测相邻计数点的距离,需要刻度尺,选项D正确.
(2)由公式v2=2gh,可绘出-h图象,其斜率也等于重力加速度.
图K1-4-3
6.(2015年肇庆检测)某同学在“用打点计时器测加速度”实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上按照打点时间先后顺序依次标出0,1,2,3,4,5,6共7个计数点,计数点间的距离如图K1-4-3所示,每2个相邻的计数点间的时间间隔为0.10 s,完成下面的问题.图K1-4-3
(1)根据题中所给数据可以求出小车的加速度a=______m/s2;(结果保留三位有效数字)
(2)关于本实验,下列说法正确的是________.
A.据题中数据还可以求出打点计时器打计数点1时纸带的速度
B.释放小车时,小车应靠近打点计时器
C.实验中换用低压直流电源时打点计时器仍然正常工作
D.操作中应先释放小车,待小车运动稳定后,再接通电源,使打点计时器工作
【答案】(1)0.496 (2)AB
【解析】(1)x1=1.40 cm,x2=3.30 cm-1.40 cm=1.90 cm,x3=5.68 cm-3.30 cm=2.38 cm,x4=8.56 cm-5.68 cm=2.88 cm,x5=11.95 cm-8.56 cm=3.39 cm,x6=15.82 cm-11.95 cm=3.87 cm,利用逐差法求加速度,则
a==0.496 m/s2.
(2)打点计时器必须接交流电源,选项C错误;使用打点计时器时应先接通电源,后释放纸带,选项D错误.
7.(2015年十校联考)利用如图K1-4-4所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动.当一带有遮光片的滑块从斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以测出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值,所得数据如下表所示.
图K1-4-4s/m 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t/ms 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 (m/s-1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图:
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t4个物理量之间所满足的关系式是________;
(2)根据表中给出的数据,在如图图K1-4-5所示的坐标纸上画出-t图线;
图K1-4-5(3)由所画的-t图线,得出滑块加速度的大小a=________m/s2.(保留两位有效数字)
【答案】(1)=-at+vt(或写成s=-at2+vtt也可)
(2)-t图线如图所示.
(3)2.0(答案在1.8~2.2范围内都可)
【解析】沿斜面向下是匀加速运动,反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动,由位移公式,有s=vtt-at2.由于要画-t图象,所以可将上式变形,得=-t+vt,可知图象的斜率k=-,a=-2k求出a值.