勻變速直線運動的實驗探究檢測試題及答案

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3.2《實驗:研究勻變速直線運動》每一練
1.在研究某物體的運動規(guī)律時,打點計時器打下如圖1-4-8所示的一條紙帶.已知打點
計時器使用的交流電頻率為50 Hz,相鄰兩計數點間還有四個打點未畫出.由紙帶上的
數據可知,打E點時物體的速度v=________,物體運動的加速度a=________(結果保
留兩位有效數字).

圖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+CD3T2=7.82-5.110.32 c/s2=0.30 /s2.
答案:0.25 /s 0.30 /s2
2.某同學在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗時,打點計時器所用電的頻率
是50 Hz,在實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,他把某一點記作O,再選依次相鄰的6
個點作為測量點,分別標以A、B、C、D、E和F,如圖1-4-9所示.

圖1-4-9      圖1-4-10
(1)如果測得C、D兩點相距2.70 c,D、E兩點相距2.90 c,則在打D點時小車的速
度是________ /s.
(2)該同學分別算出打各點時小車的速度,然后根據數據在v-t坐標系中描點(如圖1-4
-10所示),由此可求得小車的加速度a=________ /s2.
解析:(1)根據勻變速直線運動的規(guī)律,打D點的速度等于CE段的平均速度,即
vD=CE2T=5.60×10-22×0.02 /s=1.40 /s.
(2)根據描點作一條過原點的直線,直線的斜率即為小車的加速度.
圖象如圖所示,求出加速度為5.00 /s2.
答案:(1)1.40 (2)5.00
3.某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電
頻率f=50 Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數點,因保存不當,
紙帶被污染,如圖1-4-11所示,A、B、C、D是依次排列的4個計數點,僅能讀出其
中3個計數點到零點的距離:xA=16.6 ,xB=126.5 ,xD=624.5 .

圖1-4-11
若無法再做實驗,可由以上信息推知:
(1)相鄰兩計數點的時間間隔為________ s;
(2)打C點時物體的速度大小為________ /s(取2位有效數字);
(3)物體的加速度大小為________(用xA、xB、xD和f表示).
解析:(1)因相鄰的兩計數點間還有4個計時點,故t=5T=0.1 s.
(2)由勻變速直線運動的特點可知:
vC=xBD2t=624.5-126.52×0.1×10-3=2.5 /s.
(3)設xB-xA=x1,xC-xB=x2,xD-xC=x3,則x3-x1=2at2,x2-x1=at2,即x3+x2-2x1
=3at2,t=5T=5f,故xD-3xB+2xA=75af2,所以a=xD-3xB+2xAf275.
答案:(1)0.1 s (2)2.5 (3)xD-3xB+2xAf275
4.一小球在桌面上做勻加速直線運動,現用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下小
球運動過程中在每次曝光時的位置,并將小球的位置編號,得到的照片如圖1-4-12
所示.由于底片保管不當,其中位置4處被污損.若已知攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間
隔均為1 s,則利用該照片可求出:小球運動的加速度約為________ /s2.位置4對應的
速度為________ /s,能求出4的具體位置嗎?________.求解方法是:_____________
(不要求計算,但要說明過程).

圖1-4-12
解析:從圖中讀出5、6之間的距離為37.5 c-24.0 c=13.5 c,3、2之間的距離為
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對應的速度為v4=x352T=24.0-6.02×10-2 /s=9×10-2 /s;欲求4的具體位置,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的具體位置(其他方法合理均可)
5.某同學利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的關系,所用交流電的
頻率為50 Hz,如圖1-4-13為某次實驗中得到的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、
5、6、7為計數點,相鄰兩計數點間還有3個打點未畫出.從紙帶上測出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.

圖1-4-13
(1)請通過計算,在下表空格內填入合適的數據(計算結果保留三位有效數字);
計數點123456
各計數點的
速度/(•s-1)0.500.700.901.101.51
(2)根據表中數據,在所給的坐標系中作出v-t圖象(以0計數點作為計時起點);如圖
1-4-14所示,由圖象可得,小車運動的加速度大小為________ /s2.

圖1-4-14
解析:(1)5點的速度利用平均速度替代,即v5=x5+x62T,這里T=0.08 s,代入數據算得
v5=1.31 /s.
(2)描點畫圖象,由速度圖象找到斜率即為加速度a=2.5 /s2.
答案:(1)1.31 (2)圖象略 2.4~2.6



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