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物理必修 第一册第1章 运动的描述第3节 速度教课内容ppt课件
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这是一份物理必修 第一册第1章 运动的描述第3节 速度教课内容ppt课件，共42页。
一、实验目的(1)测量小车的瞬时速度。(2)判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动。(3)学会使用打点计时器。
二、实验原理1.首先理解什么是计时点与计数点计时点:纸带上打出的原始点为计时点。计数点:由于纸带被打出的原始点过于密集,测出的间距相对误差较大,为便 于测量和计算,我们另选间距较大且间隔时间相等的计时点来研究,这样的点 叫作计数点。
2.如何选择计数点 舍去开头密集的点,选取便于测量的某点作为计时的起点,记为点0,依次向后 每5个点(根据点的密集程度进行调整,一般最小的两个相邻计数点间隔要在2 cm以上)选取一个计数点,分别记为1,2,3…。相邻计数点间隔的时间T=0.1 s。用刻度尺量出相邻计数点间的长度,分别记为s1,s2,s3…。
3.如何求纸带上某点的瞬时速度根据瞬时速度定义,我们在实际测量时,在较短时间内的平均速度可近似视为 瞬时速度。但不是间隔时间越短,计算出的瞬时速度就越准确。以下面纸带求E点的速度为例,用以下两种方案来体会如何更精确地求某点 的瞬时速度。方案一:在纸带上选取计数点D、F,使E位于DF的中点,则E点的速度可表示 为vE= 。
方案二:在纸带上选取更近的两个点D、F,使E点位于中间,则E点的速度可表 示为vE= 。 以上两种方法比较,从理论上看方案二得出的速度更接近E点的瞬时速度,但 实际测量中,由于方案二中D、F两点间距很小,用毫米刻度尺来测量的长度
相对误差会比方案一中的更大,方案一虽然时间略长一些,但在本实验中0.2 s 的时间内速度不会有太大变化,从测量的角度来说方案一测得的速度更可 靠。所以在处理纸带问题时,我们通常选用计数点,以减小测量长度的相对误 差。因此,在实际实验中计算瞬时速度时,并不是选取的计数点的间隔时间越小得 到的瞬时速度误差就越小。根据对纸带相邻计数点间距的测量,相邻相等时间内的位移是否相等可以判 断小车是否为匀加速直线运动,并根据a= 可求出小车的加速度;也可以分
别计算出各点的速度,画出v-t图像,根据图像是否为一条直线判断小车是否做 匀加速运动,根据图像可以计算出小车的加速度。三、实验器材电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、低压交流电源(或220 V交流电 源)、纸带、长木板(或轨道)、U形夹、小车、毫米刻度尺。四、实验步骤1.把打点计时器固定在长木板一端,并将该端垫高,使长木板形成斜面。
2.将长60 cm左右的纸带一端穿过打点计时器,另一端固定于小车,尽量让小 车靠近打点计时器。
3.打开打点计时器开关,稍后(打点稳定后)释放小车,待小车滑到斜面底端时 止住小车,关闭开关。取下纸带,检查点迹。若有问题,可换上新纸带,调试后 重复上述步骤。
4.选择点迹清晰的纸带,避开点迹密集部分,从距打点的开始端几厘米处选择 一个点记为点0。在该点后面,依次标出间隔时间相等的计数点1,2,3,4,5,…
5.根据打点计时器的周期,计算各计数点到点0对应的时间t,测量各计数点与 下一相邻计数点间的距离s,将t和s的相应数据填入表中。
1.如图所示纸带,0、1、2…为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3…为相邻 两计数点之间的距离,将相关数据填入表格中。
2.分析判断是否满足Δs=s2-s1=s3-s2=…,即两连续相等的时间间隔内的位移之 差是否相等,从而判断沿轨道下滑的小车的运动是否为匀变速运动。
3.计算小车运动的加速度,比较下面两种方案,哪种更科学?方案一 分别计算加速度a1= ,a2= ,a3= ,a4= ,a5= ,对各值求平均值:a= = ;方案二 隔两段求加速度,即Δs1=s4-s1=a1T2,Δs2=s5-s2=a2T2,Δs3=s6-s3=a3T2,对其 求平均值有a= = = ;通过这两种方法得出的结果明显可以看出,方案一虽然对多个计算值取平均 值,但本质上只有两段数据是有效的,其他测量数据本质上没有参与运算,仍 然可能有较大的偶然误差。从方案二的结果中不难发现,所有测量数据均为
有效数据,提高了实验数据的利用率,减小了偶然误差,这种方法我们称为 “逐差法”,是处理纸带计算加速度的常用方法。
4.图像法:将表格中的速度描出v-t图像,分析小车是否做匀加速直线运动,利用 斜率求出其加速度,与利用“逐差法”求得的加速度进行比较。
1.固定打点计时器时,应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上。滑 轮不能过高,细绳应与木板平行。
2.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
3.实验中“接通电源”和“释放小车”两步应先接通电源,打点稳定后释放 小车;打点结束后立即关闭电源,再将纸带取下。
4.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏。所以,当小车到 达滑轮前应及时用手按住它。
5.实验中要用一根米尺对各计数点一次全部测量出来,而不必挪动尺子,以免 造成累积的测量误差。
探究点一 利用纸袋测量速度与加速度
例 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电 火花打点计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取 了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没 有画出,电火花打点计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得 到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如表:
(1)设电火花打点计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;(2)根据题中所给数据,以A点对应的时刻为0时刻,在图乙所示坐标系中合理 地选择标度,作出v-t图像;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那 么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不 变”)。
(2)根据题中数据,利用描点法作出图像如图。
探究归纳1.记住打点计时器的三个要点:电磁打点计时器交流电源的电压为4~6 V,电 火花打点计时器交流电源的电压为220 V;交流电源的频率为50 Hz,每隔0.02 s打一次点;实验时,先接通电源,再释放小车。电火花打点计时器对纸带的运 动产生的阻力较小,性能及稳定性更高。
2.探究纸带运动的速度及加速度,我们需要掌握器材的使用以及操作过程,尤 其是数据处理过程中,计算瞬时速度的方法,“逐差法”计算加速度,当用图 像法处理数据时,注意选取坐标轴的标度,要使图像大致布满坐标纸,用平滑 图线拟合这些点,使拟合线尽量通过更多的点,不能通过的点要均匀分布在线 的两侧,计算斜率时要选取较远的两个点进行计算,注意单位和有效数字要求。
(2021广东实验中学高一期中)如图所示为“研究匀变速直线运动”的实验 中得到的一条纸带。已知打点计时器打点周期为0.02 s,小张同学在纸带的 左端和右端各选取了A、B、C、D、E、F几个点迹清晰的点,图中s1=1.56 cm、s2=1.80 cm、s3=3.00 cm、s4=3.24 cm。
(2)打下点E时纸带的速度大小为 m/s;纸带运动的加速度大小为 m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)(3)纸带上C、D两点间还有 个打下的点。
(1)实验室提供了部分器材如下:电火花打点计时器、长木板、小车、纸带、 刻度尺、220 V的交流电源、4~6 V的交流电源、停表。其中在本实验中不
需要的两个器材是 、 。
解析 (1)电火花打点计时器是一种使用交流220 V电源的计时仪器,不需要 的4~6 V的交流电源。本实验中打点计时器记录了小车运动时间,因此不需要停表。(2)打下点E时纸带的速度vE= ≈1.6 m/s,加速度的大小a= =6.0 m/s2。(3)B点时小车的瞬时速度大小为vB= =0.84 m/s,根据速度公式,则有vE=vB+at,解得t=0.12 s,因此从B点到E点共有7点,那么纸带上C、D两点间还有3个打 下的点。
答案 (1)4~6 V的交流电源 停表 (2)1.6 6.0 (3)3
探究点二 利用光电门测量速度及加速度
例 某同学想研究滑块在倾斜气垫导轨上滑行时的加速度。如图甲所示,他 将导轨固定一定的倾角。在导轨上B点固定一个光电门,让带有挡光片的滑 块在不同位置由静止滑下。把滑块初始位置到光电门的距离用L表示。滑行 时认为滑块不受阻力。已知挡光片宽度为d。(1)为完成实验,需要记录什么数据? (用 文字和符号共同表示)。(2)计算滑块加速度的表达式为a= (用符号表示)。
(3)改变位置,重复实验,得到如图乙所示的图像,则滑块的加速度大小a=
(结果保留2位有效数字)。(4)为进一步研究滑块加速度a与导轨倾角θ的关系。该同学改变倾角大小,通 过计算得到不同倾角对应的加速度如表格所示。根据表格数据可得到 。
= m/s2=10 m/s2,与2 cs θ既不成正比也不反比,由此可知:加速度与sin θ成正比,比例系数为10 m/s2。
探究归纳在使用光电门的实验中,由于使用的遮光条一般宽度仅为几毫米,遮光时间又 通常为十分之几甚至千分之几秒,所以对应的平均速度可视为相应的瞬时速 度。
为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,如 图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计 记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时 间为Δt2=0.10 s,滑块经过第一个光电门时的速度大小为 ;滑块经过第 二个光电门时的速度大小为 。若遮光板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为Δt=3.0 s。则滑块的加速度大小为 ,两个光电门之间的距离大小是 。(最后一空结果保留一位有效数字)
答案 0.10 m/s 0.30 m/s 0.067 m/s2 0.6 m
1.如图是某同学使用气垫导轨研究匀变速直线运动的实验装置。为测定气 垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条,滑块在倾斜的 气垫导轨顶端由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮 光条通过第一个光电门的时间t1=0.015 s,通过第二个光电门的时间t2=0.010 s, 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t=0.200 s。滑块运动时受到的阻力很小,可忽略不计。请回答下面的问题:
(1)滑块经过第一个光电门时速度大小为 m/s;滑块经过第二个光电门 时速度大小为 m/s。滑块的加速度大小为 m/s2。(计算结果 均保留两位有效数字)
(2)若使滑块以4.0 m/s的初速度由气垫导轨的底端出发向上运动,滑块 (填“能”或“不能”)到达2.0 m长的气垫导轨的顶端。
答案 (1)2.0 3.0 5.0 (2)不能
2.在探究小车速度随时间变化规律实验中:(1)操作步骤中释放小车和接通电源的先后顺序应该是 。A.先释放小车后接通电源B.先接通电源后释放小车(2)某同学获得一条点迹清楚的纸带,如图所示,已知打点计时器每隔0.02 s打 一个点,该同学选择了A、B、C、D、E、F、G七个计数点,每相邻两个计数 点间还有四个点没有画出,测得相邻计数点间距离为s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3 =5.22 cm,s4=6.04 cm,s5=6.85 cm,s6=7.68 cm。
a.根据 (填公式)可判断小车做 运动。b.打点计时器在打C点时小车的速度为 m/s(保留2位有效数字)。c.小车的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
答案 (1)B (2)Δs=aT2 匀变速直线 0.48 0.82
3.(2021江苏南京一中高一月考)用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动” 的实验中,打点计时器的工作频率为50 Hz,一次记录小车运动情况的纸带如 图甲所示,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有 四个点未画出。 甲
(1)根据运动学有关公式可求得vB=16.50 cm/s,vC= cm/s,vD=26.30 cm /s;(2)利用求得的数值在如图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线(以A点为计 时起点),并根据图线求出小车运动的加速度a= m/s2;(结果保留2位有 效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 cm/s,此速度的物理意义 是 。
答案 (1)21.40 (2)见解析图 0.495(3)11.10 开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速度)
v-t图像中斜率即加速度,所以a= = m/s2=0.495 m/s2。(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是11.10 cm/s;
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,因此有vC= = cm/s=21.40 cm/s。(2)描点作图,用平滑曲线连接,如图所示
此速度的物理意义是:开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速 度)。
4.一小球在桌面上做匀加速直线运动,用频闪相机记录小球的运动,并将小球 的位置编号,得到的照片如图所示。由于底片保管不当,其中位置3处被污 损。利用该照片得到,位置1、2间的距离为4.5 cm,4、5间的距离为13.5 cm, 则小球的加速度a= m/s2,位置3处小球的速度v= m/s,2、3间 的距离为 cm。(已知相机的频闪周期为0.1 s)
一、实验目的(1)测量小车的瞬时速度。(2)判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动。(3)学会使用打点计时器。
二、实验原理1.首先理解什么是计时点与计数点计时点:纸带上打出的原始点为计时点。计数点:由于纸带被打出的原始点过于密集,测出的间距相对误差较大,为便 于测量和计算,我们另选间距较大且间隔时间相等的计时点来研究,这样的点 叫作计数点。
2.如何选择计数点 舍去开头密集的点,选取便于测量的某点作为计时的起点,记为点0,依次向后 每5个点(根据点的密集程度进行调整,一般最小的两个相邻计数点间隔要在2 cm以上)选取一个计数点,分别记为1,2,3…。相邻计数点间隔的时间T=0.1 s。用刻度尺量出相邻计数点间的长度,分别记为s1,s2,s3…。
3.如何求纸带上某点的瞬时速度根据瞬时速度定义,我们在实际测量时,在较短时间内的平均速度可近似视为 瞬时速度。但不是间隔时间越短,计算出的瞬时速度就越准确。以下面纸带求E点的速度为例,用以下两种方案来体会如何更精确地求某点 的瞬时速度。方案一:在纸带上选取计数点D、F,使E位于DF的中点,则E点的速度可表示 为vE= 。
方案二:在纸带上选取更近的两个点D、F,使E点位于中间,则E点的速度可表 示为vE= 。 以上两种方法比较,从理论上看方案二得出的速度更接近E点的瞬时速度,但 实际测量中,由于方案二中D、F两点间距很小,用毫米刻度尺来测量的长度
相对误差会比方案一中的更大,方案一虽然时间略长一些,但在本实验中0.2 s 的时间内速度不会有太大变化,从测量的角度来说方案一测得的速度更可 靠。所以在处理纸带问题时,我们通常选用计数点,以减小测量长度的相对误 差。因此,在实际实验中计算瞬时速度时,并不是选取的计数点的间隔时间越小得 到的瞬时速度误差就越小。根据对纸带相邻计数点间距的测量,相邻相等时间内的位移是否相等可以判 断小车是否为匀加速直线运动,并根据a= 可求出小车的加速度;也可以分
别计算出各点的速度,画出v-t图像,根据图像是否为一条直线判断小车是否做 匀加速运动,根据图像可以计算出小车的加速度。三、实验器材电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、低压交流电源(或220 V交流电 源)、纸带、长木板(或轨道)、U形夹、小车、毫米刻度尺。四、实验步骤1.把打点计时器固定在长木板一端,并将该端垫高,使长木板形成斜面。
2.将长60 cm左右的纸带一端穿过打点计时器,另一端固定于小车,尽量让小 车靠近打点计时器。
3.打开打点计时器开关,稍后(打点稳定后)释放小车,待小车滑到斜面底端时 止住小车,关闭开关。取下纸带,检查点迹。若有问题,可换上新纸带,调试后 重复上述步骤。
4.选择点迹清晰的纸带,避开点迹密集部分,从距打点的开始端几厘米处选择 一个点记为点0。在该点后面,依次标出间隔时间相等的计数点1,2,3,4,5,…
5.根据打点计时器的周期,计算各计数点到点0对应的时间t,测量各计数点与 下一相邻计数点间的距离s,将t和s的相应数据填入表中。
1.如图所示纸带,0、1、2…为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3…为相邻 两计数点之间的距离,将相关数据填入表格中。
2.分析判断是否满足Δs=s2-s1=s3-s2=…,即两连续相等的时间间隔内的位移之 差是否相等,从而判断沿轨道下滑的小车的运动是否为匀变速运动。
3.计算小车运动的加速度,比较下面两种方案,哪种更科学?方案一 分别计算加速度a1= ,a2= ,a3= ,a4= ,a5= ,对各值求平均值:a= = ;方案二 隔两段求加速度,即Δs1=s4-s1=a1T2,Δs2=s5-s2=a2T2,Δs3=s6-s3=a3T2,对其 求平均值有a= = = ;通过这两种方法得出的结果明显可以看出,方案一虽然对多个计算值取平均 值,但本质上只有两段数据是有效的,其他测量数据本质上没有参与运算,仍 然可能有较大的偶然误差。从方案二的结果中不难发现,所有测量数据均为
有效数据,提高了实验数据的利用率,减小了偶然误差,这种方法我们称为 “逐差法”,是处理纸带计算加速度的常用方法。
4.图像法:将表格中的速度描出v-t图像,分析小车是否做匀加速直线运动,利用 斜率求出其加速度,与利用“逐差法”求得的加速度进行比较。
1.固定打点计时器时,应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上。滑 轮不能过高,细绳应与木板平行。
2.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
3.实验中“接通电源”和“释放小车”两步应先接通电源,打点稳定后释放 小车;打点结束后立即关闭电源,再将纸带取下。
4.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏。所以,当小车到 达滑轮前应及时用手按住它。
5.实验中要用一根米尺对各计数点一次全部测量出来,而不必挪动尺子,以免 造成累积的测量误差。
探究点一 利用纸袋测量速度与加速度
例 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电 火花打点计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取 了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没 有画出,电火花打点计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得 到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如表:
(1)设电火花打点计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF= ;(2)根据题中所给数据,以A点对应的时刻为0时刻,在图乙所示坐标系中合理 地选择标度,作出v-t图像;
(3)利用该图像求得小车的加速度a= m/s2;(结果保留2位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那 么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不 变”)。
(2)根据题中数据,利用描点法作出图像如图。
探究归纳1.记住打点计时器的三个要点:电磁打点计时器交流电源的电压为4~6 V,电 火花打点计时器交流电源的电压为220 V;交流电源的频率为50 Hz,每隔0.02 s打一次点;实验时,先接通电源,再释放小车。电火花打点计时器对纸带的运 动产生的阻力较小,性能及稳定性更高。
2.探究纸带运动的速度及加速度,我们需要掌握器材的使用以及操作过程,尤 其是数据处理过程中,计算瞬时速度的方法,“逐差法”计算加速度,当用图 像法处理数据时,注意选取坐标轴的标度,要使图像大致布满坐标纸,用平滑 图线拟合这些点,使拟合线尽量通过更多的点,不能通过的点要均匀分布在线 的两侧,计算斜率时要选取较远的两个点进行计算,注意单位和有效数字要求。
(2021广东实验中学高一期中)如图所示为“研究匀变速直线运动”的实验 中得到的一条纸带。已知打点计时器打点周期为0.02 s,小张同学在纸带的 左端和右端各选取了A、B、C、D、E、F几个点迹清晰的点,图中s1=1.56 cm、s2=1.80 cm、s3=3.00 cm、s4=3.24 cm。
(2)打下点E时纸带的速度大小为 m/s;纸带运动的加速度大小为 m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)(3)纸带上C、D两点间还有 个打下的点。
(1)实验室提供了部分器材如下:电火花打点计时器、长木板、小车、纸带、 刻度尺、220 V的交流电源、4~6 V的交流电源、停表。其中在本实验中不
需要的两个器材是 、 。
解析 (1)电火花打点计时器是一种使用交流220 V电源的计时仪器,不需要 的4~6 V的交流电源。本实验中打点计时器记录了小车运动时间,因此不需要停表。(2)打下点E时纸带的速度vE= ≈1.6 m/s,加速度的大小a= =6.0 m/s2。(3)B点时小车的瞬时速度大小为vB= =0.84 m/s,根据速度公式,则有vE=vB+at,解得t=0.12 s,因此从B点到E点共有7点,那么纸带上C、D两点间还有3个打 下的点。
答案 (1)4~6 V的交流电源 停表 (2)1.6 6.0 (3)3
探究点二 利用光电门测量速度及加速度
例 某同学想研究滑块在倾斜气垫导轨上滑行时的加速度。如图甲所示,他 将导轨固定一定的倾角。在导轨上B点固定一个光电门,让带有挡光片的滑 块在不同位置由静止滑下。把滑块初始位置到光电门的距离用L表示。滑行 时认为滑块不受阻力。已知挡光片宽度为d。(1)为完成实验,需要记录什么数据? (用 文字和符号共同表示)。(2)计算滑块加速度的表达式为a= (用符号表示)。
(3)改变位置,重复实验,得到如图乙所示的图像,则滑块的加速度大小a=
(结果保留2位有效数字)。(4)为进一步研究滑块加速度a与导轨倾角θ的关系。该同学改变倾角大小,通 过计算得到不同倾角对应的加速度如表格所示。根据表格数据可得到 。
= m/s2=10 m/s2,与2 cs θ既不成正比也不反比,由此可知:加速度与sin θ成正比,比例系数为10 m/s2。
探究归纳在使用光电门的实验中,由于使用的遮光条一般宽度仅为几毫米,遮光时间又 通常为十分之几甚至千分之几秒,所以对应的平均速度可视为相应的瞬时速 度。
为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,如 图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计 记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时 间为Δt2=0.10 s,滑块经过第一个光电门时的速度大小为 ;滑块经过第 二个光电门时的速度大小为 。若遮光板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为Δt=3.0 s。则滑块的加速度大小为 ,两个光电门之间的距离大小是 。(最后一空结果保留一位有效数字)
答案 0.10 m/s 0.30 m/s 0.067 m/s2 0.6 m
1.如图是某同学使用气垫导轨研究匀变速直线运动的实验装置。为测定气 垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条,滑块在倾斜的 气垫导轨顶端由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮 光条通过第一个光电门的时间t1=0.015 s,通过第二个光电门的时间t2=0.010 s, 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t=0.200 s。滑块运动时受到的阻力很小,可忽略不计。请回答下面的问题:
(1)滑块经过第一个光电门时速度大小为 m/s;滑块经过第二个光电门 时速度大小为 m/s。滑块的加速度大小为 m/s2。(计算结果 均保留两位有效数字)
(2)若使滑块以4.0 m/s的初速度由气垫导轨的底端出发向上运动,滑块 (填“能”或“不能”)到达2.0 m长的气垫导轨的顶端。
答案 (1)2.0 3.0 5.0 (2)不能
2.在探究小车速度随时间变化规律实验中:(1)操作步骤中释放小车和接通电源的先后顺序应该是 。A.先释放小车后接通电源B.先接通电源后释放小车(2)某同学获得一条点迹清楚的纸带,如图所示,已知打点计时器每隔0.02 s打 一个点,该同学选择了A、B、C、D、E、F、G七个计数点,每相邻两个计数 点间还有四个点没有画出,测得相邻计数点间距离为s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3 =5.22 cm,s4=6.04 cm,s5=6.85 cm,s6=7.68 cm。
a.根据 (填公式)可判断小车做 运动。b.打点计时器在打C点时小车的速度为 m/s(保留2位有效数字)。c.小车的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)。
答案 (1)B (2)Δs=aT2 匀变速直线 0.48 0.82
3.(2021江苏南京一中高一月考)用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动” 的实验中,打点计时器的工作频率为50 Hz,一次记录小车运动情况的纸带如 图甲所示,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有 四个点未画出。 甲
(1)根据运动学有关公式可求得vB=16.50 cm/s,vC= cm/s,vD=26.30 cm /s;(2)利用求得的数值在如图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线(以A点为计 时起点),并根据图线求出小车运动的加速度a= m/s2;(结果保留2位有 效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是 cm/s,此速度的物理意义 是 。
答案 (1)21.40 (2)见解析图 0.495(3)11.10 开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速度)
v-t图像中斜率即加速度,所以a= = m/s2=0.495 m/s2。(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是11.10 cm/s;
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,因此有vC= = cm/s=21.40 cm/s。(2)描点作图,用平滑曲线连接,如图所示
此速度的物理意义是:开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速 度)。
4.一小球在桌面上做匀加速直线运动,用频闪相机记录小球的运动,并将小球 的位置编号,得到的照片如图所示。由于底片保管不当,其中位置3处被污 损。利用该照片得到,位置1、2间的距离为4.5 cm,4、5间的距离为13.5 cm, 则小球的加速度a= m/s2,位置3处小球的速度v= m/s,2、3间 的距离为 cm。(已知相机的频闪周期为0.1 s)
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