1.在研究匀变速直线运动中,某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器(频率为50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置,用钩码拉动小车,使其做匀变速直线运动,得到如图乙所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出。
(1)某同学操作实验步骤如下,有错误或不需要的步骤是__________(填写字母)。
A.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.适当抬高长木板的左端,在不挂钩码的情况下,轻推小车,小车能匀速运动
D.把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
E.将小车移至靠近打点计时器处
F.先释放纸带,再接通打点计时器
(2)用毫米刻度尺测量得到图乙中A点与其他计数点间的距离为:AB=3.00 cm、AC=10.16 cm、AD=21.48 cm、AE=36.95 cm,则打下D点时小车的速度大小为__________m/s;小车的加速度为__________m/s2。(结果保留三位有效数字)
【解析】(1)其中不需要的步骤是C,本实验在研究匀变速直线运动,是否存在摩擦阻力,对实验没有影响,只要加速度恒定即可;错误的是F,实验时,不能先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,所以应该先接通电源,再释放小车。(2)由于计时器打点的时间间隔为0.02 s,相邻两个计数点之间还有四个点图中未画出,所以相邻两个计数点之间的时间间隔为T=0.1 s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小vD==×10-2 m/s=1.34 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,得
a==×10-2m/s2=4.16 m/s2
答案:(1)C、F (2)1.34 4.16
2.(2020·钦州模拟)某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5、…,如图所示甲、乙、丙三段纸带,分别是从三条不同纸带上撕下的。
(1)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是________(选填“甲”“乙”或“丙”);
(2)打纸带A时,小车的加速度大小为______m/s2;
(3)打点计时器打计数点1时小车的速度为________m/s(结果保留三位有效数字)。
【解析】(1)根据匀变速直线运动的特点(相邻的等长时间间隔位移之差相等)得出:x34-x23=x23-x12=x12-x01,所以属于纸带A的是乙;
(2)根据运动学公式Δx=aT2,得:a= m/s2=3.11 m/s2;
(3)利用匀变速直线运动的推论:v1= m/s=0.456 m/s。
答案:(1)乙 (2)3.11 (3)0.456