第4讲实验一研究匀变速直线运动1.(5分)在“研究匀变速直线运动”的实验中,下列方法有助于减小实验误差的是ACD。A.选取计数点,从比较清晰的点起,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始处密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数【解析】选取计数点的优点有两个,一可以减小测量误差,二使计时间隔变为0.1s,方便计算,A项正确;在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量精确性降低,因此小车的加速度应适当大些,而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数,以增大拉力,B项错误,D项正确;为了减小长度测量的误差,舍去纸带上开始处过于密集甚至分辨不清的点,C项正确。2.(15分)(2016·广东东莞实验中学月考)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误的步骤为AD,遗漏的步骤有(遗漏可编上序号G、H…)G.换上新纸带重复实验三次,其正确顺序为BFECADG。A.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带,再接通电源B.将打点计时器固定在平板上,并接好电源C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码D.取下纸带E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做加速运动F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔【解析】A中应先接通电源再放开纸带;D中应先断开电源,使打点计时器停止工作,再取下纸带,故错误的步骤为AD;遗漏G,换上新纸带重复实验三次;正确合理顺序为BFECADG。3.(15分)如图所示的实验装置可以用来测量重力加速度g,方法是让“工”字形金属片自由下落通过光电门。“工”字形中间立柱长为h,上下两块挡光片A、B足够窄,宽度均为D,挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来。若下挡光片B通过光电门的时间为Δt1,上挡光片A通过光电门的时间为Δt2。则“工”字形金属片进入光电门时的速度v1=,离开光电门时的速度v2=,自由落体运动的加速度g=。【解析】两块挡光片足够窄,时间足够短,挡光片通过光电门时的平均速度近似等于瞬时速度,因此v1=。4.(12分)(2015·南昌模拟)某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每隔4个计时点取一个计数点,所有测量数据及标记符号如图乙所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)。方法A:由g1=,g2=…g5=,取平均值=8.667m/s2;方法B:由g1=,g2=,g3=,取平均值=8.673m/s2。从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的:方法A中有x1、x6(或37.5mm、193.5mm);方法B中有x1、x2、x3、x4、x5、x6(或37.5mm、69.0mm、100.5mm、131.5mm、163.0mm、193.5mm)。因此,选择方法B(填“A”或“B”)更合理。本实验误差的主要来源有阻力(空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波动、长度测量、数据处理方法(试举出两条)。【解析】方法A的实质:=,故方法A中2个数据起作用,方法B中6个数据起作用,因此应选择方法B。本实验的主要误差来源有阻力、长度测量等。5.(13分)某同学用如图甲所示装置研究匀变速直线运动,得到如图乙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有4个点未画出。打点计时器交流电的频率为50Hz。(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。(4分)(2)计数点5对应的速度大小为1.00m/s,计数点6对应的速度大小为1.20m/s(保留三位有效数字)。(4分)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=2.00m/s2。(5分)【解析】(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx≈2.00cm,在6、7计数点间的位移比5、6计数点间的位移增加了(12.28-11.01)cm=1.27cm<2.00cm,因此,开始减速的时刻在计数点6和7之间。(2)计数点5对应的速度大小为v5=6v5-v42x9-x72a1T210-x82a2T2≈-2.00m/s2。
