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一條紙帶與做勻加速直線運動的小車相連,通過打點計時器打下一系列點,從打下的點中選取若干計數點,如圖中A、B、C、D、E所示,紙帶上相鄰的兩個計數點之間都有四個點未畫出.現測出AB=2.20cm,AC=6.39cm,AD=12.59cm,AE=20.79cm,已知打點計時器電源頻率為50Hz.
①打D點時,小車的瞬時速度大小為
0.72
0.72
m/s(保留兩位有效數字).
②小車運動的加速度大小為
2.0
2.0
m/s2(保留兩位有效數字).
③在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”活動中,某同學設計了如圖所示的實驗裝置.圖中上下兩層水平軌道表面光滑,兩小車前端系上細線,細線跨過滑輪并掛上砝碼盤,兩小車尾部細線連到控制裝置上,實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動,然后同時停止,本探究實驗可以通過比較兩小車的位移來得到兩小車加速度關系.若測量得到兩個小車的位移分別為x1和x2,設兩個小車的加速度分別為a1和a2,上述四個物理量的關系式為
a1
a2
=
x1
x2
a1
a2
=
x1
x2
分析:(1)某點的瞬時速度用與之相鄰的兩個點間的平均速度代替.
(2)加速度的計算用勻變速直線運動的推論△x=at2
(3)兩小車的運動是等時的,因為x=
1
2
at2,所以比較加速度只需要比較位移x.
解答:解:(1)紙帶上相鄰的兩個計數點之間有四個點未畫出.所以兩個相鄰的點間的時間T=0.02×5=0.1s
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小.
vD=
XCE
tCE
=
0.2079-0.0639
0.2
=0.72m/s
(2)設A0到B之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
為了更加準確的求解加速度,我們對兩個加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
即a=
XCE-XAC
4T2
=
0.2079-0.0639-0.0639
4×(0.1)2
m/s2=2.0m/s2
(3)因為兩小車的運動是等時的,又x=
1
2
at2
即:加速度之比就等于位移之比.所以比較加速度只需要比較位移x即可.
所以四個物理量的關系式為
a1
a2
=
x1
x2

故答案為:①0.72  ②2.0   ③
a1
a2
=
x1
x2
點評:速度的計算以及加速度的測量是處理紙帶的兩個主要應用,要牢牢掌握住.實驗的一些擴展應用,要找好各物理量的聯系,寫出必要的公式即可.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)圖1甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設施.若將人和座椅看成一個質點,則可簡化為如圖1乙所示的物理模型,其中P為處于水平面內的轉盤,可繞豎直轉軸OO'轉動,設繩長l=10m,質點的質量m=60kg,轉盤靜止時質點與轉軸之間的距離d=4.0m,轉盤逐漸加速轉動,經過一段時間后質點與轉盤一起做勻速圓周運動,此時繩與豎直方向的夾角θ=37°(不計空氣阻力及繩重,且繩不可伸長,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求質點與轉盤一起做勻速圓周運動時,繩子拉力的大小為
750N
750N
;轉盤角速度的大小為
3
2
rad/s
3
2
rad/s
.          
(2)某實驗小組裝置探究功與速度變化的關系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行.打點計時器工作頻率為50Hz.
①實驗中木板略微傾斜,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小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
②實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…,并起來掛在小車的前端進行多次實驗,每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車.把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1,第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1,…;橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出.根據第四次的紙帶(如圖所2示)求得小車獲得的速度為
2
2
 m/s.
③若根據多次測量數據畫出的W-v草圖如圖3所示,根據圖線形狀,可知對W與v的關系做出的猜想肯定不正確的是
AB
AB

A.W∝
v
        B.W∝
1
v
         C.W∝v2         D.W∝v3
④如果W∝v2的猜想是正確的,則畫出的W-v2圖象應是:
過原點的一條直線
過原點的一條直線

⑤在本實驗中你認為影響實驗效果的可能原因是
橡皮筋的規格不完全相同
橡皮筋的規格不完全相同
.(只要回答出一種原因即可)
(3)如圖4,①下述關于用多用表歐姆檔測電阻的說法中正確的是
AC
AC

(A)測量電阻時如果指針偏轉過大,應將選擇開關S撥至倍率較小的檔位,重新調零后測量
(B)測量電阻時,如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔,則會影響測量結果
(C)測量電路中的某個電阻,應該把該電阻與電路斷開
(D)測量阻值不同的電阻時都必須重新調零
②一只標有“18V,10W”的燈泡,正常工作時的電阻為
32.4
32.4
Ω;若用多用電表的歐姆檔來測量這只燈泡的電阻,則測出的阻值應
小于
小于
填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作時的電阻.
(4)讀出多組電阻箱的示數R和對應的電壓表示數U,由測得的數據,繪出了如圖5所示的
1
U
-
1
R
圖線.由此可求得電源電動勢E和電源內阻r,其中E=
2.86
2.86
V,r=
5.71
5.71
Ω.(保留兩位小數).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)如圖所示是某同學做“研究勻變速直線運動”實驗時獲得的一條紙帶.打點計時器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續的點,F點由于不清晰而未畫出.F點的速度v=
0.70
0.70
m/s,加速a=
5
5
m/s2

(2)如圖甲,半徑不大的圓形紙片固定在電動機轉軸上,在電動機的帶動下勻速轉動.在圓形紙片的旁邊豎直安裝一個打點計時器,紙片上留下的一段痕跡如圖乙所示.用這個裝置可以測量電動機轉動的角速度.
①在紙片轉動不到一周的過程中,得到了n個清晰而且連續的點,已知打點計時器電源頻率為f,要得到角速度ω的測量值,還需直接測量的物理是
n個點對應的圓心角θ
n個點對應的圓心角θ
(用必要的文字和字母表示);
②角速度ω=
n-1
n-1
(用已知的物理量和直接測量的物理量的符號表示);
③為了避免在紙片連續轉動的過程中打點出現重疊,在保持電火花計時器與盤面良好接觸的同時,緩慢地將電火化計時器沿圓形紙片半徑方向向紙片中心移動.則紙片上打下的點的分布曲線就不是一個圓,這樣做對測量結果
沒有
沒有
(填“有”、“沒有”或“無法確定”)影響.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(Ⅰ)某同學用如圖(1)所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計A和B的示數,并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向.
(1)本實驗用的彈簧測力計示數的單位為N,圖中A的示數為
3.6
3.6
N.
(2)下列不必要的實驗要求是
D
D
.(請填寫選項前對應的字母)
(A)應測量重物M所受的重力
(B)彈簧測力計應在使用前校零
(C)拉線方向應與木板平面平行
(D)改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置
(3)該同學正在做“驗證力的平行四邊形法則”的實驗采取了下面哪種常用的研究方法
B
B

A、控制變量法       B、等效替代法     C、小量放大法       D、建立理想模型法
(Ⅱ)在“利用打點計時器測定勻加速直線運動加速度”的實驗中打點計時器接在50HZ的低壓交變電源上.某同學在打出的紙帶上每5點取一個計數點,共取了A、B、C、D、E、F六個計數點(每相鄰兩個計數點間的四個點未畫出).從每一個計數點處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段),將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標系中,如圖(2)所示,由此可以得到一條表示v-t關系的圖線,從而求出加速度的大小.

(1)從第一個計數點開始計時,為求出0.15s時刻的瞬時速度,需要測出哪一段紙帶的長度?答:
b
b

(2)若測得a段紙帶的長度為2.0cm,e段紙帶的長度為10.0cm,則可求出加速度的大小為
2.0
2.0
m/s2.(保留兩位有效數字)
(3)請你在xoy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關系的圖線(作答在答題卷圖上),并指出哪個軸相當于v軸?答:
y軸相當于v軸
y軸相當于v軸

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

I、在“用單擺測重力加速度”的實驗中,下列說法中正確的是
 

A.在組裝單擺時,讓細線的一端穿過擺球的小孔,然后,打一個比小孔大的線結,線的另 一端用鐵夾固定在鐵架臺上,這樣做是為了保證擺球在同一豎直平面內擺動,不形成圓錐擺
B.在組裝好單擺后,讓擺球自由下垂,如果用米尺量出懸點到擺球的最低端的長度為l,用螺旋測微器測出擺球的直徑為d,那么,單擺的擺長為l+
d
2

C.在記錄單擺的擺動次數時,是從擺球通過平衡位置開始計_,記下擺球每次沿同一方向通過平衡位置的次數n,同時用停表測出所用的時間t,那么,單擺的周期為
t
n

D.在記錄單擺的擺動次數時,是從擺球通過平衡位置開始計時,同時將此次通過最低點 記為第一次,記下擺球每次沿同一方向通過平衡位置的次數n,用停表測出所用的時間t,那么,單擺的周期為
2t
n-1

II、如圖1所示,是某實驗小組用光電計時器(圖中未畫出),來“探究加速度與力、質量的關 系”和“研究合外力做功和動能變化的關系”的實驗 裝置圖.
(1)在這兩個實驗中,關于“平衡摩擦力”的說 法中正確的是
 

A.平衡摩擦力后,如果改變小車或砝碼盤中砝碼的質量,需要重新平衡摩擦力
B.平衡摩擦力的實質是小車的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力平衡
C.平衡摩擦力要達到的標準是在砝碼盤和砝碼的牽引下,小車帶動紙帶從長木板的一 端向有定滑輪的另一端勻速滑下
D.撤掉砝碼盤和細繩,若小車拖著紙帶沿長木板滑下時,打點計時器在紙帶上打出點的 間距是均勻的,就箅完成了“平衡摩擦力”
(2)如圖2所示,是用來“探究加速度與力、質量的關系”的 實驗裝置簡易放大示意圖圖中MN是水平桌面,PQ為長木 板,“1”和“2”是固定在長木板上適當位置的兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出),它們之間的距離為 0.50m.在安裝好實驗裝置后,將小車A放在光電門“1”的上 方,使它在繩子牽引力的作用下,從靜止開始沿長木板做勻加速直線運動,測得小車A通過光電門“1”的時間為0.20s,通過光電門“2”的時間為0.1Os.則:
①如圖3所示,是小車上的擋光片的寬度用游標卡尺測得的示意 圖.由圖可知,擋光片的寬度為
 
mm.
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②小車通過光電門“2”的速度大小為
 
m/s(保留二位有效數字).
③小車的加速度大小為
 
m/s2(保留二位有效數字).
④在該實驗中,如果小車及車上的砝碼的總質量為M,砝碼盤和砝碼的總質量為m,那 么,下列圖象中不可能出現的是
 

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(3)如圖所示,是在“研究合外力做功和動能變化的關系”的實驗中,得到的一條紙帶,其 中,O為起始點,A、B、C、D、E依次為相鄰的計數點,相鄰兩個計數點之間還有n個點未標出.如果打點計時器使用的交流電的頻率為f,小車和 砝碼的總質量為M,砝碼盤和砝碼的總質量為m,那么,在滿足實驗要求的條件情況下,需要探究的表達式是
 
(用題中和圖中的字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

(1)如圖所示是某同學做“研究勻變速直線運動”實驗時獲得的一條紙帶.打點計時器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續的點,F點由于不清晰而未畫出.F點的速度v=______m/s,加速a=______m/s2

(2)如圖甲,半徑不大的圓形紙片固定在電動機轉軸上,在電動機的帶動下勻速轉動.在圓形紙片的旁邊豎直安裝一個打點計時器,紙片上留下的一段痕跡如圖乙所示.用這個裝置可以測量電動機轉動的角速度.
①在紙片轉動不到一周的過程中,得到了n個清晰而且連續的點,已知打點計時器電源頻率為f,要得到角速度ω的測量值,還需直接測量的物理是______(用必要的文字和字母表示);
②角速度ω=______(用已知的物理量和直接測量的物理量的符號表示);
③為了避免在紙片連續轉動的過程中打點出現重疊,在保持電火花計時器與盤面良好接觸的同時,緩慢地將電火化計時器沿圓形紙片半徑方向向紙片中心移動.則紙片上打下的點的分布曲線就不是一個圓,這樣做對測量結果______(填“有”、“沒有”或“無法確定”)影響.

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