Question

【題目】(1)用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動，重復(fù)幾次。

b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)O（t=0），然后每隔相同的時間間隔T=0.1s選取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖中A、B、C、D、E、F……所示。

c．通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：

①在下列儀器和器材中，還需要使用的有_______________(填選項(xiàng)前的字母)。

A．電壓合適的50 Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平(含砝碼)

②在圖中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請結(jié)合紙帶并在該圖中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v-t圖像_________________________

③觀察v-t圖像，可判斷小車做勻變速直線運(yùn)動，其加速度a=___________m/s2，在縱軸上的截距表示的物理意義是___________________。

④描繪v-t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上講，對t的要求是______（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的x大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

(2)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。完成下列填空：

①將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的 示數(shù)為1.00kg；

②將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為______________kg；

③將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序 號	1	2	3	4	5
m(kg)	1.80	1.75	1.85	1.75	1.90

④根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為_________N；小車通過最低點(diǎn)時的速度大小為_______ m/s．（重力加速度大小取9.80m/s2，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】AC 4.10 小車在紙帶上為點(diǎn)的速度大小 越小越好 有關(guān) 1.40 7.9 1.4

【解析】

(1)①[1]在下列儀器和器材中，還需要使用的有電壓合適的50Hz交流電源，供打點(diǎn)計(jì)時器使用；還需要刻度尺，來測量各點(diǎn)的位移大小，從而算出各自速度大��；

A. 電壓合適的50 Hz交流電源與分析相符，故A正確；

B. 電壓可調(diào)的直流電源與分析不符，故B錯誤；

C. 刻度尺與分析相符，故C正確；

D.秒表與分析不符，故D錯誤；

E．天平(含砝碼) 與分析不符，故E錯誤；

②[2]根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可知點(diǎn)的速度大小為：

根據(jù)標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)、、、對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)位置，及點(diǎn)對應(yīng)的時間，從而確定點(diǎn)的位置，再將各點(diǎn)平滑連接，如圖所示：

③[3]由圖象，是過原點(diǎn)的一條直線，可知，速度隨著時間是均勻變化的，說明小車是做勻變速直線運(yùn)動；圖象的斜率，表示小車的加速度，其加速度：

[4]在縱軸上的截距表示的物理意義是表示小車在紙帶上為點(diǎn)的速度大��；

④[5]當(dāng)不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動，若用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上講，對的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬時速度；[6]從實(shí)驗(yàn)的角度看，對于選取的大小與速度測量的誤差有關(guān)；

(2)②[7]根據(jù)量程為10kg，最小分度為0.1kg，注意估讀到最小分度的下一位，為1.40kg；

④[8]根據(jù)表格知最低點(diǎn)小車和凹形橋模擬器對秤的最大壓力平均值為：

解得：

[9]根據(jù)牛頓運(yùn)動定律知：

代入數(shù)據(jù)解得：