(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角θ=30°。接通电源。开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.8 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 (结果保留2位小数)。
【答案】(1)μ=
gsin??a(2分)(2)μ=0.34(3分)
gcos?gsin??a。(2)两个相邻计数点之间的
gcos?gsin??a,解得μ=0.34。
gcos?【解析】 (1)由牛顿第二定律,mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得:μ=
时间T=5×1/50s=0.10s,由逐差法和△x=aT2,可a=2.00m/s2。代入μ=
1.(2018北京理综)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5…… d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。 A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度
?x表示各计数点的瞬时速度,从?t理论上讲,对△t的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设
计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。
【答案】(1)A C (2)如图所示
(3)小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4)越小越好 有关
(5)如果小球的初速度为0,其速度v?t,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
【解析】(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC (2)利用所给点迹描点连线,得图像
其中C点的横坐标为3T,纵坐标为v3。
(3)由画出的v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是小车的速度随时间均匀变化。v-t图像斜率的物理意义是加速度。 (4)用平均速度
?x表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是越小越好;从实验的角度看,?t选取的△x大小与速度测量的误差有关。
(5)如果小球的初速度为0,其速度v∝t,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。要检验小球的速度是随时间均匀变化的,可以检验小球运动位移与时间的平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以验证。
点睛:本题考查了速度与与时间得关系,速度没有办法直接测量,所以要利用物理关系转化,转换成我们能够测量的量,然后在来验证速度与时间得关系。
2.(2020山西省实验中学第二次月考)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如1图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每打5次点记为一个计数点,电火花计时器接220V、50Hz电源.
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