| 测量平均速度和瞬时速度 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修1

第一章 运动的描述

1.4 实验:用打点计时器测速度

测量平均速度和瞬时速度

某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源,可以提供输出电压为$8\;\rm V$的交变电流和直流电流,交变电流的频率为$50\;\rm Hz$。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律。

他进行了下面几个操作步骤:

$\rm A$.按照图示的装置安装器材;

$\rm B$.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

$\rm C$. 用天平测出重锤的质量;

$\rm D$.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;

$\rm E$.测量纸带上某些点间的距离;

$\rm F$.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是                ,操作不当的步骤是                (均填步骤前的选项字母)。

[["$\\rm C$","$\\rm B$"]]

实验只需比较$gh$$\dfrac{v^{2}}{2}$的大小关系,不需要测量质量,所以没有必要进行的步骤是$\rm C$

应将打点计时器接到电源的“交流输出”上,所以操作不当的步骤是$\rm B$

这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示,其中$O$点为起始点,$A$$B$$C$$D$$E$$F$为六个计时点。根据纸带上的测量数据,可得出打$B$点时重锤的速度为                 $\rm m/s$(保留$3$位有效数字)。

[["$1.37$"]]

$B$点的速度即为$AC$段的平均速度,即$v_{B}=\dfrac{x_{AC}}{2T}=\dfrac{(12.40- 6.93) \times 0.01}{2 \times 0.02}\;\rm \text{m/s}=1.37\;\rm \text{m/s}$

他根据纸带上的数据算出各点的速度$v$,量出下落距离$h$,并以 $\dfrac{v^{2}}{2}$为纵轴、$h$为横轴画出的图像应是下图的                 (填选项字母)。

[["$\\rm C$"]]

根据$\dfrac{1}{2}$$mv2=mgh$可知,$\dfrac{v^{2}}{2}$$h$成正比,以 $\dfrac{v^{2}}{2}$为纵轴、$h$为横轴画出的图像是一条过原点的倾斜直线,

故选:$\rm C$

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