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高中 | 测量平均速度和瞬时速度题目答案及解析如下,仅供参考!
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
请完成下列实验操作和计算。
在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图所示,读数 $\rm mm$。
根据题意,由图可知,小球的直径为$d=8\;\rm mm+26.0\times0.01\;\rm mm=8.260\;\rm mm$
实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能,装置如图所示,图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成,且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车,分别安装宽度为$1.00\;\rm cm$的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放,若测得小车通过光电门$A$和$B$的 。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车$1$静置于光电门$A$和$B$中间,再将小车$2$在$M$点由静止释放,测得小车$2$通过光电门$A$的时间为$t_{2}$,碰撞后小车$1$通过光电门$B$的时间为$t_{1}$。若$t_{2}$ $t_{1}$,可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车$2$的前端。重复步骤③。测得小车$2$通过光电门$A$的时间为$10.00\;\rm ms$,两车碰撞后,依次测得小车$1$和$2$通过光电门$B$的时间分别为$15.00\;\rm ms$、$30.00\;\rm ms$,不计吸能材料的质量,计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车$2$动能的比值为 (结果保留$2$位有效数字)。
②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力,小车将在轨道甲上做匀速直线运动,通过两个光电门的速度相等,即通过光电门$A$和$B$的时间相等。
③若两个小车发生弹性碰撞,由于两个小车的质量相等,则碰撞后两个小车的速度互换,即碰撞后小车$1$的速度等于碰撞前小车$2$的速度,则有$t_{2}=t_{1}$
④根据题意可知,碰撞前小车$2$的速度为$v_{0}=\dfrac{d}{\Delta t_{1}}=\dfrac{1 \times 10^{- 2}}{10 \times 10^{- 3}}\;{\text{m}}/{\text{s}}=1\;{\text{m}}/{\text{s}}$
碰撞后,小车$1$和小车$2$的速度分别为$v_{1}=\dfrac{d}{\Delta t_{2}}=\dfrac{2}{3}\;{\text{m}}/{\text{s}}$,$v_{2}=\dfrac{d}{\Delta t_{3}}=\dfrac{1}{3}\;{\text{m}}/{\text{s}}$
则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车$2$动能的比值为$\dfrac{{E}'_{\text{k}}}{E_{\text{k}}}=\dfrac{\dfrac{1}{2}mv_{1}^{2}+\dfrac{1}{2}mv_{2}^{2}}{\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}}=\dfrac{5}{9} \approx 0.56$
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