实验1 测量做直线运动物体的瞬时速度

测量做直线运动物体的瞬时速度

基础打磨

1. (2019年广西南宁高三检测)某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的a、b、c、d等几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……如图所示。A、B、C三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的,其中属于纸带a的是()。

2. (2019年江苏常州开学检测)在实验中,利用纸带上的数据计算出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立

直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是()。

①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线。

②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有B和F两点离这条直线太远。

③在这10个点当中只有4个点(A、D、G、I)能画在一条直线上,有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律。

④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的。

A.①③

B.②④

C.①②

D.③④

3. (2019年成都七中模拟)如图1所示,某同学用打点计时器测定小车做匀变速直线运动的速度和加速度,他将打点计时器接到频

率为50 Hz的交流电源上,实验时得到了一条比较满意的纸带,他在纸带上依次选取了五个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。测量时发现D点模糊不清了,于是他测得AB长为5.97 cm,BC长为8.53 cm,CE长为24.74 cm,如图

2所示。则:

(1)打C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为 m/s2。(结果保留2位小数)

(2)根据小车的运动规律,还可以得到D、E两点间的距离为cm。

能力拔高

4.(2019年山西临汾一中期末)(多选)如图所示,纸带上A、B、C、D是打点计时器打出的一系列连续的点,点B、C、D到A点的距离分别为4 cm、10 cm、18 cm,则()。

A.纸带可能做匀速直线运动

B.纸带可能运动得越来越快

C.纸带可能运动得越来越慢

D.以上说法都不对

5.(2019年广东模拟)用图1所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。

(1)实验的主要步骤:

①用游标卡尺测量挡光片的宽度d,结果如图2所示,读得d=mm;

②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点的水平距离x;

③滑块从A点由静止释放(已知砝码落地前挡光片已通过光电门);

④读出挡光片通过光电门所用的时间t;

⑤改变光电门的位置,滑块每次都从A点由静止释放,测量相应的x值并读出t值。

(2)根据实验测得的数据,以x为横坐标,1

t2为纵坐标,在坐标纸中作出1

t2

-x图线如图3所示,求得该图线的斜率k=m-1·s-2;由

此进一步求得滑块的加速度a=m/s2。(计算结果均保留3位有效数字)

6.(2019年长春市实验中学高三监测)利用打点计时器可测量做匀变速直线运动的物体的瞬时速度和加速度,如图所示为研究一个匀加速直线运动的物体,利用打点计时器所打出的纸带,打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,图中A、B、C、D、E为所选取的五个连续的计数点,相邻两个计数点间均有四个点没有标出,B、C、D、E四点与A点的距离标在图中,利用图中数据可知打计数点B时物体的速度大小为m/s,物体的加速度大小为m/s2。(结果保留3位有效数字)

7.(2019年重庆一模)如图1所示,一位同学利用光电计时器等器材研究金属球下落加速度的大小。有一直径为d、质量为m的金属球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H≫d),光电计时器记录

下金属球通过光电门的时间为t。则:

(1)如图2所示,用游标卡尺测得金属球的直径d=mm。

(2)金属球经过光电门B时的速度的表达式为。

随H的变化图象如图3所示,该图线的斜率为k。利用图线的斜率k和金属球的直径d (3)多次改变高度H,重复上述实验,作出1

t2

求出金属球下落的加速度的表达式为。

8.(2019年安徽安庆市第二中学开学摸底)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带,如

图1所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,电火花计时器接220 V、50 Hz的交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:

对应点B C D E F

速度/(m·s-1)0.1410.1800.2180.2620.301

(1)根据表中给出的数据,以A点对应的时刻为t=0,请在图2所示的坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象。根据图象求出打G

点时物体的速度v=m/s(结果保留3位有效数字)。

(2)当时电网中交变电流的频率变为49 Hz,电压变为210 V,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量

值与实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

思维拓展

9.(2019年甘肃张掖开学检测)如图1所示,用包有白纸的圆柱棒代替纸带和重物,蘸有颜料的细毛笔固定在电动机上并随之转动。当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号,如图2所示。设细毛笔接触时不影响棒的运动,测得记号之间的距离依次为20.0 mm,44.0 mm,68.0 mm,92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm,已知电动机转速为1200 r/min,由此研

究圆柱棒的运动情况,根据以上内容,回答下列问题: