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1、第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验 探究小车速度随时间变化的关系1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点。测得计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来。(1)每两个相邻的计数点的时间间隔为_s。(2)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,则vB_m/s,vC_m/s,vD_m/s。(保留3位有效数字)(3)在下图所示的坐标系中作出小车的vt图线,并根据图线求出a_m/s2。(4)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是_,此速度的
2、物理意义是_。【答案】:(1)0.1(2)0.1380.2640.390(3)1.241.28(4)0.0120.020计时初时的速度2一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号如图甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为0时刻摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v10,v20.06 m/s,v3_m/s,v40.18 m/s,v5_m/s.在图乙坐标中作出小球的vt图象(保留描点痕迹)甲乙【答案】0.120.24见解析图3在做“研究匀变速直线运动”的实验
3、时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出),打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流。如图,他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。(1)CE之间的距离 cm。(2)利用打点计时器打出的纸带求得纸带上B、C、E各点的瞬时速度如下表,请你计算出D点的瞬时速度,并填在下面的表格中。vBvCvDvE0.12m/s0.16m/s m/s0.25m/s(3)根据(2)表格中的数据,试在图中所给的坐标系中,画出vt图象,并从中可得出物体的加速度a_m/s2。【答案】
4、(1)4.10cm (2)0.21(3)如图所示, (0.40 0.43)【名师点睛】此实验的数据处理图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点(2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示(3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律(4)根据画出的vt图象求出小车运动的加速度a.4某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定的A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如下图所示,每两个
5、相邻计数点之间的时间间隔为0.10s试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下式(数值保留到小数点后第三位) m/s, m/s, m/s, m/s, m/s将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在右图所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线(描点2分,作图4分计6分)【答案】0.400,0.479,0.560,0.640,0.721如图所示【名师点睛】纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。要注意单位的换算和有效数字的保留;能够知道
6、相邻的计数点之间的时间间隔5在研究匀变速直线运动的实验中,图5甲所示是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,A端左侧连接小车,相邻计数点间的时间间隔T=0.10s (1)vD=_m/s,vC=_m/s,vB=_m/s (2)在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线,并根据图线求出a=_. (3)将图延长与纵轴相交,交点的速度是_,此速度的物理意义是_。【答案】(1)3.90 2.64 1.38 (2)12.6m/s2(12.0-13.0)(3)0.10m/s0.20m/s,零时刻小车经过A点的速度(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是0.25m/s,意义是零时刻小
7、车经过A点的速度。【名师点睛】本题考查描点作图,v-t图象的物理意义,及图象中斜率、截距和图象与坐标轴围成的面积所表示的物理量;另外一个要点是对匀变速直线运动,时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度,比如:B点的瞬时速度等于AC段位移的平均速度,从而可计算B、C、D点的瞬时速度。6在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,打点计时器使用的交流电源每打两个计时点所用时间为0.02s,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻计数点之间还有四个点没有画出,各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度=_m/s,,CE间的平均速度为_m/s(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标,请在坐标图中作出小车运动的速度与时间的关系图线(3)根据坐标图线可得小车运动的加速度为_【答案】(1)0.25,0.45;(2)如图所示(3)1.0【解析】(1)匀变速直线运动过程中,一段过程中的中间时刻速度等于该段过程中的平均速度,所以B点的速度等于AC间的平均速度,所以有,