2016版《红对勾讲与练》第一章运动的描述匀变速直线运动的研究实验：研究匀变速直线运动实验1.doc

1．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动． 实验步骤如下： A．安装好实验器材； B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点； C．测出x1、x2、x3、…. 结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务： (1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)，小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号) A．电压合适的50 Hz交流电源　B．电压可调的直流电源 C．秒表　D．刻度尺　E．天平　F．重锤　G．弹簧秤 H．滑动变阻器 (2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度是________． 解析：c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度． 答案：(1)AD　(2)x3－x2＝x2－x1　 2．某同学用打点计时器等实验装置测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率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：sA＝16.6 mm，sB＝126.5 mm，sD＝624.5 mm. 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________ m/s(取2位有效数字)． (3)物体的加速度大小为________(用sA、sB、sD和f表示)． 解析：(1)由电源频率f＝50 Hz可知电源周期T0＝0.02s，所以相邻两计数点的时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s. (2)打C点时物体的速度 vC＝＝ m/s≈2.5 m/s. (3)由纸带上的数据知 sAB＝sB－sA，sBC＝sC－sB，sCD＝sD－sC 又因sCD－sBC＝sBC－sAB＝aT2＝a2 所以a＝f2. 答案：(1)0.1　(2)2.5　(3)f2 3．某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示．倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落……这样，就可测出多个小球下落的总时间． (1)在实验中，下列做法正确的有________． A．电路中的电源只能选用交流电源 B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方 C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度 D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时 (2)实验测得小球下落的高度H＝1.980 m,10个小球下落的总时间T＝6.5s．可求出重力加速度g＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字) (3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法． (4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt，这导致实验误差．为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响？请推导说明． 解析：根据自由落体运动的规律h＝gt2解决问题． (1)若电源选用直流电源，电磁铁可正常工作，选项A错误；实验时小球要撞击M断开电源，因此M应在电磁铁的正下方，选项B正确；小球下落的高度为电磁铁下端到M的竖直距离与小球直径的差，选项C错误；根据H＝gt2，t可利用累积法，即从手动敲击M的同时开始计时，测量出落下n个小球的时间T，则一个小球下落时间t＝，选项D正确． (2)根据H＝gt2和t＝，解得 g＝＝ ＝m/s2≈9.4 m/s2. (3)要减小实验误差，可以适当增大小球下落的高度，并多次测量取平均值． (4)根据题意，小球从H1、H2高处落下需要的时间t1＝－Δt和t2＝－Δt，根据H＝gt2得H1＝g2和H2＝g2 解得g＝，因此可以消除Δt的影响． 答案：(1)BD　(2)9.4　(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值．(其他答案只要合理也可) (4)可以消除Δt对实验结果的影响，推导过程见解析． 4．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出． (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C