3.2《实验:研究匀变速直线运动》每一练
1.在研究某物体的运动规律时,打点计时器打下如图1-4-8所示的一条纸带.已知打点
计时器使用的交流电频率为50 Hz,相邻两计数点间还有四个打点未画出.由纸带上的
数据可知,打E点时物体的速度v=________,物体运动的加速度a=________(结果保
留两位有效数字).
图1-4-8
解析:T=5×0.02 s=0.1 s,vE=DF2T=2.30+2.620.2 c/s=0.25 /s,
a=DE+EF+FG-AB+BC+CD3T2=7.82-5.110.32 c/s2=0.30 /s2.
答案:0.25 /s 0.30 /s2
2.某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器所用电的频率
是50 Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再选依次相邻的6
个点作为测量点,分别标以A、B、C、D、E和F,如图1-4-9所示.
图1-4-9 图1-4-10
(1)如果测得C、D两点相距2.70 c,D、E两点相距2.90 c,则在打D点时小车的速
度是________ /s.
(2)该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中描点(如图1-4
-10所示),由此可求得小车的加速度a=________ /s2.
解析:(1)根据匀变速直线运动的规律,打D点的速度等于CE段的平均速度,即
vD=CE2T=5.60×10-22×0.02 /s=1.40 /s.
(2)根据描点作一条过原点的直线,直线的斜率即为小车的加速度.
图象如图所示,求出加速度为5.00 /s2.
答案:(1)1.40 (2)5.00
3.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
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1-4-11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:xA=16.6 ,xB=126.5 ,xD=624.5 .
图1-4-11
若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为________ s;
(2)打C点时物体的速度大小为________ /s(取2位有效数字);
(3)物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表示).
解析:(1)因相邻的两计数点间还有4个计时点,故t=5T=0.1 s.
(2)由匀变速直线运动的特点可知:
vC=xBD2t=624.5-126.52×0.1×10-3=2.5 /s.
(3)设xB-xA=x1,xC-xB=x2,xD-xC=x3,则x3-x1=2at2,x2-x1=at2,即x3+x2-2x1
=3at2,t=5T=5f,故xD-3xB+2xA=75af2,所以a=xD-3xB+2xAf275.
答案:(1)0.1 s (2)2.5 (3)xD-3xB+2xAf275
4.一小球在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小
球运动过程中在每次曝光时的位置,并将小球的位置编号,得到的照片如图1-4-12
所示.由于底片保管不当,其中位置4处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间
隔均为1 s,则利用该照片可求出:小球运动的加速度约为________ /s2.位置4对应的
速度为________ /s,能求出4的具体位置吗?________.求解方法是:_____________
(不要求计算,但要说明过程).
图1-4-12
解析:从图中读出5、6之间的距离为37.5 c-24.0 c=13.5 c,3、2之间的距离为
6.0 c-1.5 c=4.5 c,利用逐差法有x56-x32=3aT2,求出a=3.0×10-2 /s2;位置
4对应的速度为v4=x352T=24.0-6.02×10-2 /s=9×10-2 /s;欲求4的具体位置,可以采
用逐差法利用(x6-x4)-(x4-x2)=4aT2求解.
答案:3.0×10-2(2.8×10-2~3.1×10-2均可) 9×10-2 能 利用(x6-x4)-(x4-x2)=
4aT2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)
5.某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的
频率为50 Hz,如图1-4-13为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、
5、6、7为计数点,相邻两计数点间还有3个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20 c,
x2=4.74 c,x3=6.40 c,x4=8.02 c,x5=9.64 c,x6=11.28 c,x7=12.84 c.
图1-4-13
(1)请通过计算,在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字);
计数点123456
各计数点的
速度/(•s-1)0.500.700.901.101.51
(2)根据表中数据,在所给的坐标系中作出v-t图象(以0计数点作为计时起点);如图
1-4-14所示,由图象可得,小车运动的加速度大小为________ /s2.
图1-4-14
解析:(1)5点的速度利用平均速度替代,即v5=x5+x62T,这里T=0.08 s,代入数据算得
v5=1.31 /s.
(2)描点画图象,由速度图象找到斜率即为加速度a=2.5 /s2.
答案:(1)1.31 (2)图象略 2.4~2.6
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