| 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

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。其中$M$为小车的质量,$m$为砂和砂桶的总质量,$m_{0}$为小车上的滑轮的质量,力传感器可以测出轻绳中的拉力大小。

实验时,下列说法及操作正确的有$(\quad\ \ \ \ )$

["

将带滑轮的长木板右端适当垫高,以平衡阻力

","

需用停表测出小车运动的时间

","

小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带

","

平衡阻力时需将砂桶如图甲所示悬挂

"]
[["A"]]

$\rm A$.用力传感器测出拉力,从而表示小车受到的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡阻力,$\rm A$项正确;

$\rm B$.打点计时器是计时仪器,不需要停表测出小车运动的时间,$\rm B$项错误;

$\rm C$.使用打点计时器时,应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,打出一条纸带,$\rm C$项错误;

$\rm D$.平衡阻力时不悬挂砂桶,$\rm D$项错误。

故选:$\rm A$

该兴趣小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为$50\;\rm Hz$的交流电,根据纸带,可得打计数点$2$时小车的速度为                 $\;\rm m/s$(结果保留$2$位有效数字);

[["$0.20$"]]

纸带相邻两计数点间还有四个计时点没有画出,所以两计数点间时间为$T=0.1\;\rm s$,根据匀变速直线运动中某段过程中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度,可得打计数点$2$时小车的速度为$v=\dfrac{(1.80+2.20) \times 10^{- 2}\;\text{m}}{2T}=\dfrac{(1.80+2.20) \times 10^{- 2}\;\text{m}}{2 \times 0.1\;\text{s}}=0.20\;\rm \text{m}/\text{s}$

小车的加速度为                 $\;\rm m/s^{2}$(结果保留$2$位有效数字)。

[["$0.40$"]]

纸带根据逐差法,可知小车的加速度为$a= \dfrac{\left\lbrack (2.20+2.60)-(1.40+1.80) \right\rbrack \times 10^{- 2}\;\text{m}}{{(2T)}^{2}}=\dfrac{\left\lbrack (2.20+2.60)-(1.40 +1.80) \right\rbrack \times 10^{- 2}\;\text{m}}{{(2 \times 0.1\;\rm \text{s})}^{2}}=0.40\;\rm \text{m}/\text{s}^{2}$

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