高中物理实验—测定物体的速度及加速度(含逐差法).pdf
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1、高中物理实验测定物体的速度及加速度(含逐差法) 1 / 4 高中物理实验测定物体的速度及加速度(含逐差法) 一、通过纸带测算速度:通过纸带求速度有两种方法,公式法和位移时间图象法。 (1)公式法: 0 2 t vv v 总位移 总时间 ; (2)位移时间图象法: 习题 1. 如图为某次实验时打出的纸带,打点计 时器每隔0.02s打一个点,图中O点为第一个 点,A、B、C、D为每隔两点 选定的计数点。 根据图中标出的数据,求:(1)打 A、D点时 间内纸带的平均速度有多大;(2)打 B和C点 时刻纸带的瞬时速度有多大。 解析:(1) AD段的平均速度 /(43.25 15.50)/ (0.02
2、33)/1.54/ ADAD vAD tcm sm s; (2) 可以用平均速度代替/(32.50 15.50)/(0.02 3 2)/1.42 / BAC vAC tcm sm s。 /(43.2523.25)/ (0.0232)1.67/ CBD vBD tm s。 二、通过纸带测算加速度:通常有 3 种方法, 即 公式法 、vt图象法、 2 xt图象法 。 1、公式法: 主要运用公式 2 xat。涉及两种情况: 每n个时间段为一组,则 2 ()xa nt; 另一种情况中间跨过n个时间段,则 2 xnat。 习题 2. 在“研究匀变速直线运动”的实 验中,小车拖着纸带运动,打点计时器 每隔
3、0.02s打一个点,打出的纸带如图, 选出A、B、C、D、E共5个计数点, 每相邻两点间还有四个实验点(图中未 画出),以A点为起点量出的到各点的位 移已标在图上。由此可求得小车运动的加速度a 2 /m s ,打A点时小车运动的 速度为 A v/m s。 答案:0.05,0.075。提示:0.085/ c vm s。 习题 3. 在“研究匀变速直线运动”的实验 中,小车拖着纸带运动,打点计时器每隔 0.02s打一个点, 打出的纸带如图, 选出A、 B、C、D、E共5个计数点,每相邻两 点间还有四个实验点(图中未画出),以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图 上。由此可求得小车运动的加速度 a
4、 2 /m s。 答案:0.20。 习题 4. 做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点 计时器,交流电源的频率为50Hz,由纸带上打出的某一 点开始,每5个点剪下一段纸带,按图所示,使每一条纸 带下端与x轴重合,左边与 y轴平行,将纸带段粘贴在直 角坐标系中,则小车运动的加速度是 2 /ms(保 留两位有效数字) 。 答案: 2 0.75/am s。 2、vt图象法: 求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度,画出如右的vt 图线,图线的斜率就是加速度a。 这种方法得到的加速度误差会比较大,标准答案的数值范围也比较大。 习题 5. 在研究匀变速直线运动的实验中,如 图,为一条记录小车运动
5、情况的纸带,图中 A、 B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数 点间的时间间隔0.1Ts。 (1)根据 _ _ 计算各点瞬时速度,则 A v_ _ /m s, B v_ /m s, C v_ _/m s, D v_/m s, E v_ _/m s。 (2)在如图坐标中作出小车的 vt图线,并 根据图线求出a_。将图线延长与纵 轴相交,交点的速度是_,此速度的物理 意义是 _。 答案: (1) 1 2 11 ()/2()/22 / nnnnn ssTddTvam s, 0.53 A v,0.88 B v,1.23 C v,1.58 D v,1.93 E v;(2) 2 3.50/m s,0.53
6、/m s, 开始计时小车的速度,即 A v。 3、 2 xt图象法: 习题 6. 如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、 D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示。 (1)OD间的距离为cm; (2)下图是根据实验数据绘出的 2 xt图线 (x为各计数点至同一起点的距离) ,斜率 d1 d2 d3 d4 d5 高中物理实验测定物体的速度及加速度(含逐差法) 2 / 4 表示,其大小为 2 /m s ( 保留三位有效数字) 。 经 典 习 题 习题 7. 如图是用纸带拖动小车 用打点计时器测定匀变速运动 的加速度打出的一条纸带A、 B、C、D、E为我们在纸带 上每
7、隔四个点 (或每五个点) 所 选的记数点。试求:( 1)打点 计时器打下 B、C、D各点时小车的瞬时速度:( 2)小车的加速度。 解:设相邻计数点的时间间隔为T=0.1s ,则(1)vB=sAC/2T=0.26m/s ,vC=sBD/2T=0.30m/s vD=sCE/2T=0.34m/s ; (2)a=v/T a=0.40m/s 2。 习题 8. (1999 年上海高考)为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起 动时的运动可以近似看作匀加速运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照 片。如果拍摄时每隔2s曝光一次,轿车车身总长为4.5m。那么这辆轿车的加速度约 为( B) A 2
8、 1/m s B 2 2/m s C 2 3/m s D 2 4/m s 习题 9. (2000 年上海高考)两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多 次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图,连续两次曝光的时间间隔是相等的, 由图可知(C) A在时刻 2 t以及时刻 5 t两木块速度相同 B在时刻 1 t两木块速度相同 C 在时刻 3 t和时刻 4 t之间某瞬间两木块速度相同 D 在时刻 4 t和时刻 5 t之间某瞬时两木块速度相同 习题 10. 如图,一块涂有碳黑的玻璃板,质量为2kg,在拉力 F的作用下, 由静止开始竖直向上做匀变速运动。一个装有水平振针的振动频率为5Hz的 固定
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