用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.主要实验步骤如下:a.安装好实验器材.接通电源后,让拖着纸带...
问题详情:
用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材.接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次.
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示.
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作vvvvv5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示.
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母).
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像_____________.
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是___________.v-t图像斜率的物理意义是______________________.
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”).
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验*了他的猜想.请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________.
【回答】
A C 如图所示:
小车的速度随时间均匀变化 加速度 越小越好 有关 如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移x∝t2.因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化.
【解析】
(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度.故需要的仪器选AC
(2)利用所给点迹描点连线,得图像
其中C点的横坐标为3T,纵坐标为
(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图像的斜率代表了运动时的加速度
(4) 越小,则 越接近计数点的瞬时速度,所以越小越好,计算速度需要用到 的测量值,所以大小与速度测量的误差有关.
(5)如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移x∝t2.因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化.(要检验小球的速度是随时间均匀变化的,可以检验小球运动位移与时间的平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以验*.)
点睛:本题考查了速度与与时间得关系,速度没有办法直接测量,所以要利用物理关系转化,转换成我们能够测量的量,然后在来验*速度与时间得关系.
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
题型:实验,探究题
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