第4讲 实验一 研究匀变速直线运动 1．某同学用如图1甲所示的实验装置研究匀变速直线运动． 图1 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s1、s2、s3、…. 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s1、s2、s3的关系是_____，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是_____． 解析 (2)因小车做匀加速直线运动，所以s3－s2＝s2－s1.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．vc＝. 答案 (1)AD (2)s3－s2＝s2－s1 2．实验室利用打点计时器研究小滑块做减速运动时的运动情况，打出如图2所示的纸带，打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上．请回答下列问题： (1)纸带的_____(填“A”或“B”)端与小滑块相连，纸带上AB段运动的时间为_____． (2)根据纸带请判断该滑块的运动属于_____(填“匀速”或“匀减速”)直线运动． (3)从纸带可以测出A、B两点间的距离为_____，滑块的加速度大小为_____．(计算结果保留三位有效数字) 图2 解析 (1)小滑块做减速运动，从纸带上计时点的分布看出，从左向右，相邻计时点之间的距离越来越大，因此纸带的B端与小滑块相连，纸带上AB段运动的时间为4×T＝4×0.02 s＝0.08 s. (2)从左向右纸带上相邻两计时点的距离之差分别为Δx1＝(5.20－3.00) cm－(3.00－1.00) cm＝0.20 cm，Δx2＝(7.60－5.20) cm－(5.20－3.00) cm＝0.20 cm，Δx3＝(10.20－7.60) cm－(7.60－5.20) cm＝0.20 cm，显然Δx1＝Δx2＝Δx3，因此该滑块做匀减速直线运动． (3)纸带上A、B两点之间的距离为xAB＝(10.20－1.00)cm＝9.20 cm.由公式Δx＝aT2得滑块运动的加速度大小a＝＝ m/s2＝5.00 m/s2. 答案 (1)B 0.08 s (2)匀减速 (3)9.20 cm 5.00 m/s2 3．如图3甲所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.图乙中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示． 图3 (1)根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_____ m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2.请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_____段内． 解析 a＝ m/s2 ＝5.0 m/s2，由小车拖着纸带先加速后减速，知速度最大的一段时间内平均速度也大，相同时间内位移最大，故是在2.98 cm段内． 答案 (1)5.0 (2)2.98 cm 4．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影 机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中 在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图4所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为_____m/s2.位置4对应的速度为_____m/s，能求出4的具体位置吗？_____(填“能”或“不能”)．求解方法是： ... ...
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