题文
实验装置如图所示,一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在重物牵引下,小车在木板上向左运动.右图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点,电源的频率为50Hz,相邻的两个计数点间还有四个点没有画出,相邻的两个计数点间的距离如图中所标.
(1)对纸带分析可得,相邻计数点间的时间间隔为______s,小车在木板上做______(填“匀加速”、“匀减速”、“非匀变速”、“匀速”)直线运动,理由:______.
(2)打计数点1、3时小车对应的瞬时速度大小为:v1=______m/s,v3=______m/s,
(3)据此纸带可求出小车的加速度大小为a=______m/s2.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)电源的频率为50Hz,每隔0.02s打一个点,相邻的两个计数点间还有四个点没有画出,所以相邻计数点间的时间间隔为0.1s.
由于相邻的计数点间的位移之差等于常数:△x=4cm,且越向右间距越大,所以物体做匀加速直线运动.
理由:所得到的纸带满足连续相等的时间间隔内,相邻位移之差恒定.
(2)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,
得:v1=x022T=(11+15)×10-22×0.1m/s=1.3m/s
v3=x242T=(19+23)×10-22×0.1m/s=2.1m/s
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2
得:a=△xT2=4×10-20.12m/s2=4m/s2
故答案为:(1)0.1;匀加速;所得到的纸带满足连续相等的时间间隔内,相邻位移之差恒定.
(2)1.3;2.1
(3)4
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解析
x022T
考点
据考高分专家说,试题“实验装置如图所示,一小车放在水平长木板上.....”主要考查你对 [打点计时器 ]考点的理解。
打点计时器
1、打点计时器:
是一种测量时间的工具。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间,纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔,就可分析物体的运动状况。
2、电磁打点计时器:
是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器,它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压在6V以下,当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点,通电前把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动。这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移。

3、电火花计时器的原理与电磁打点计时器:
电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似,这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力比较小,实验误差也就比较小。
打点计时器:
(1)作用:计时仪器,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点。
(2)工作条件:①电磁打点计时器:4V~6V交流电源。②电火花打点计时器:220V交流电源。
(3)纸带上点的意义:①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。
②通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况。
③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。
利用纸带判断物体运动状态的方法:
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…,若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…,则说明物体在相等时间内速度的增量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动,即a=
==

=
=…
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1,x2,x3,x4…,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx=.aT2。
速度、加速度的求解方法:
(2)由纸带求物体运动的加速度
①逐差法:即根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出a1=
(2)由纸带求物体运动的加速度
①逐差法:即根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出a1=
、a2=
、a3=
,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度:
==

=.
。
②图象法:即先根据vn=
求出多个点的瞬时速度,后作出v-t图象,图象的斜率即为物体运动的加速度。




