1.某同学用如图1-4-9甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.
图1-4-9
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x1、x2、x3、….
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x1、x2、x3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x3-x2=x2-x1.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=x2+x310t.
答案 (1)AD (2)x3-x2=x2-x1 x2+x310t
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1-4-10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1-4-10
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=ΔxT2=0.2×10-20.022 m/s2=5.00 m/s2.