課時檢測(五)研究勻變速直線運動(實驗增分課)1.(1)如圖所示為“探究小車速度隨時間的變化規律”的實驗裝置圖，按照實驗要求應該________。A．先釋放小車，再接通電源B．先接通電源，再釋放小車C．同時釋放小車和接通電源(2)本實驗必須________。A．要平衡摩擦力B．要求懸掛物的質量遠小于小車的質量C．上述兩項要求都不需要(3)如圖所示，在“探究小車速度隨時間的變化規律”實驗中，從得到的紙帶中確定五個計數點，測得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相鄰兩個計數點間的時間間隔是0.1s，則打C點時小車的速度vC＝________m/s，小車的加速度a＝________m/s2。(結果均保留兩位有效數字)解析：(1)實驗中應該先接通電源，再釋放小車，選項B正確。(2)本實驗探究小車速度隨時間變化的規律，只需要保持小車所受合力恒定，選項C正確。(3)根據勻變速直線運動的規律，有vC＝eq\f(d3－d1,2T)＝1.1m/s，加速度a＝eq\f(d4－d2－d2,4T2)≈2.0m/s2。答案：(1)B(2)C(3)1.12.02．某校研究性學習小組的同學用如圖甲所示的滴水法測量一小車在斜面上運動時的加速度。實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調節滴水計時器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水計時器內盛滿水為準)；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端；把調好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下小車運動規律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開。圖乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是x01＝1.40cm，x12＝2.15cm，x23＝2.91cm，x34＝3.65cm，x45＝4.41cm，x56＝5.15cm。問：(1)滴水計時器的原理與教科書中介紹的____________原理類似。(2)由紙帶數據計算可得計數點4所代表時刻的瞬時速度v4＝________m/s，小車的加速度a＝________m/s2。(結果均保留兩位有效數字)解析：(1)由題意知滴水計時器的原理與打點計時器原理類似。(2)由實驗過程知，可把小車的運動視為勻變速直線運動，則v4＝eq\x\to(v)35＝eq\f(x34＋x45,2T)＝eq\f(3.65＋4.41×10－2,2×0.2)m/s≈0.20m/s；利用逐差法求加速度，得a＝eq\f(x56＋x45＋x34－x23＋x12＋x01,9T\a\vs4\al(2))，解得a≈0.19m/s2。答案：(1)打點計時器(2)0.200.193．在做“研究勻變速直線運動”的實驗中：(1)實驗室提供了以下器材：打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙、彈簧測力計。其中在本實驗中不需要的器材是__________________。(2)如圖所示，是某同學由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的時間間隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm。表中列出了打點計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D、E兩點時小車的瞬時速度。對應點BCDEF速度/(m·s－1)0.7370.8010.994(3)以A點為計時起點，在坐標圖中畫出小車的速度—時間關系圖線。(4)根據畫出的小車的速度—時間關系圖線計算出的小車的加速度a＝________m/s2(結果保留兩位有效數字)。(5)如果當時電網中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實驗的同學并不知道，由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏________(填“大”或“小”)。解析：(1)本實驗中不需要測量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測力計。(2)根據勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度知：vD＝eq\f(x3＋x4,2t)＝eq\f(8.33＋8.95×10－2,2×5×0.02)m/s＝0.864m/s，同理可得vE＝0.928m/s。(3)小車的速度—時間關系圖線如圖所示。(4)由小車的速度—時間關系圖線可得，小車的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.00－0.70,0.52－0.04)m/s2≈0.63m/s2。(5)當交變電流的頻率f＝49Hz時，實際周期大于0.02s，根據運動學公式Δx＝aT2得，測量的加速度值與實際值相比是偏大的。答案：(1)彈簧測力計(2)0.8640.928(3)見解析圖(4)0.63(5)大4．小張同學想研究一遙控電動車的運動情況，他找來一個塑料瓶，設計了一個如圖甲所示的裝置，瓶內裝上墨水，通過調節開關使墨水緩慢滴下，然后將這個裝置固定在車的尾部，如圖乙所示。使車從靜止開始在足夠大的水平地面上沿直線前進，然后他在離出發點不遠處，選擇墨水滴間距離較大處的一個點為起點，用卷尺依次測量這個點后面的10個點到這個點的距離，并記錄在表格中。12345678910距離(m)0.4221.5463.0764.8906.8138.71310.64512.57114.48316.429(1)小張制作的裝置相當于物理實驗室中的__________________________(填儀器名稱)。(2)通過表中數據，你認為小車在所記錄的這段時間內的運動情況是：________________________________________________________________________。(3)要測量小車做勻速運動時的速度，小張同學還需要知道的物理量是：________________________________________________________________________，他還需要的測量工具是：________________________________________________________________________，測量方法是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)小張制作的裝置相當于打點計時器。(2)相鄰兩點間的距離如表格所示。s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10距離(m)0.4221.1241.5301.8141.9231.9001.9321.9261.9121.946由表格中數據可知，開始時相鄰兩點間的距離是逐漸變大的，后面兩點間的距離基本上保持不變，說明開始時小車先做加速運動，后做勻速運動。再進一步分析做加速運動時加速度的變化，相鄰兩點間距離的差值如表所示。s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5s7－s6s8－s7s9－s8s10－s9距離差(m)0.7020.4060.2840.109－0.0230.032－0.006－0.0140.034可以看出，剛開始時相鄰兩點間距離差在逐漸變小，說明小車的加速度在逐漸減小，所以小車先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動。(3)要測量小車做勻速運動時的速度，還必須知道相鄰兩墨水滴滴下的時間間隔T，要測量時間間隔需要用秒表。測量方法是從某滴開始下落