小强猜想:水滴开始下落的过程可能是变速直线运动.为此,他做了这样的实验:将米尺竖直放置在地板上,滴管嘴与米尺的...
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小强猜想:水滴开始下落的过程可能是变速直线运动.为此,他做了这样的实验:将米尺竖直放置在地板上,滴管嘴与米尺的0刻度线平齐,当墨水刚从滴管嘴滴出时,用相机每隔0.1s曝光一次拍摄该滴墨水自由下落的位置照片,如图1所示,读出有关信息并填入下表中.
物理量 | 水滴已运动的时间t(s) | 水滴落下的距离h(cm) |
O点 | 0 | 0 |
A点 | 0.1 | 5.0 |
B点 | 0.2 | 20.0 |
C点 | 0.3 | |
D点 | 0.4 |
(1)分析闪光照片,容易得出墨水从O点出发的路程与运动时间的相应数据,请根据右图读出下落至C点时的数据,并依据规律算出下落至D点时的数据,填入上表中.
(2)根据表中的数据,可以计算出该墨水从BC段的平均速度是 m/s;相邻两段时间内的路程之差为 m.
(3)小强分析表中的数据发现,水滴下落的距离与 之间成正比.
(4)水滴下落的距离h与水滴已运动的时间t的函数图象可能是图2中的
(5)若拍摄A、B、C、D时水滴下落的速度分别为1m/s、2m/s、3m/s、4m/s,则重力对水滴做功的功率P随时间t变化的图象可能是图3中的 .
【回答】
【考点】变速运动与平均速度.
【分析】(1)由图可知,第14帧画面显示墨水滴在0.3s时的位置;分析前四组数据可知,墨水滴下落的距离和相应时间的平方成正比,根据以上分析完成表格;
(2)根据表格中的数据得出从第14帧到第16帧高度的变化率和时间,利用速度公式求出平均速度;
(3)分析表中的数据发现墨水滴下落的距离和相应时间的平方成正比;
(4)水滴下落的距离h与时间的平方成正比,但h与t不成正比,且随时间t的增加,水滴下落的距离h增加得越来越快,据此判断图象.
(5)根据P=Gv可知,速度倍增,则功率也应该倍增,据此判断图象.
【解答】解:
(1)由图可知,墨水滴在0.3s时,下落的距离为45cm,故时间为0.3s,C点下落的距离为45.0cm;
分析前四组数据可知,水滴落下的距离h和水滴已运动时间t的平方的比值:
===500cm/s2,
即墨水滴下落的距离和相应时间的平方成正比,
所以hD=500cm/s2×(0.4s)2=80cm;
物理量 | 水滴已运动的时间t(s) | 水滴落下的距离h(cm) |
O点 | 0 | 0 |
A点 | 0.1 | 5.0 |
B点 | 0.2 | 20.0 |
C点 | 0.3 | 45.0 |
D点 | 0.4 | 80.0 |
(2)由表格中的数据可知,该墨水从B到C:
△h=45.0cm﹣20cm=25cm=0.25m,
t=0.3s﹣0.2s=0.1s,
平均速度v===2.5m/s;
相邻两段时间内的路程之差为:△hAB=20.0cm﹣5.0cm=15.0cm,
△hCD=80.0cm﹣45.0cm=35.0cm,
△h′=△hCD﹣△hAB=35.0cm﹣15.0cm=20.0cm=0.2m;
(3)由水滴落下的距离h和水滴已运动时间t的平方的比值不变可知,水滴下落的距离与时间的平方成正比;
(4)由(1)(3)可得,水滴下落的距离h与时间的平方成正比,但h与t不成正比,且随时间t的增加,水滴下落的距离h增加得越来越快,故C符合.
(5)根据P=Gv可知,速度倍增,则功率也应该倍增,功率随时间倍增的只有A图象符合,故选A.
故*为:
(1)如上图;(2)2.5;0.2;(3)时间的平方;(4)C;(5)A.
知识点:各地中考
题型:实验,探究题
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