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必修1
第二章 匀变速直线运动的研究
2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
匀变速直线运动的速度位移公式
“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是$(\quad\ \ \ \ )$。
放大法
","控制变量法
","补偿法
"]实验“探究加速度与力、质量的关系”,在研究其中两个物理量的关系时,需要确保第三个物理量一定,可知,实验采用的研究方法是控制变量法。
故选:$\rm B$。
某次实验得到一条纸带,部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有$4$个点未画出),测得$s_{1}=6.20\;\rm cm$,$s_{2}=6.70\;\rm cm$,$s_{3}=7.21\;\rm cm$,$s_{4}=7.73\;\rm cm$。已知打点计时器所接交流电源频率为$50\;\rm Hz$,则小车的加速度$a=$ ${\text{m}}/{\text{s}^{2}}$(要求充分利用测量数据,结果保留两位有效数字)。
由于每相邻两个计数点间还有$4$个点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为$T=5 \times \dfrac{1}{50}\;\text{s}= 0.1\;\rm \text{s}$
根据逐差法可知$a=\dfrac{\left( s_{3}+s_{4} \right)-\left( s_{1}+s_{2} \right)}{4T^{2}}=\dfrac{(7.21+7.73) \times 10^{- 2}-(6.20+6.70) \times 10^{- 2}}{4 \times {0.1}^{2}}\;\text{m/}\text{s}^{2}=0.51\;\text{m/}\text{s}^{2}$
下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$。
改变小车总质量,需要重新补偿阻力
","将打点计时器接到输出电压为$8\\;\\rm V$的交流电源上
","调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟长木板保持平行
","小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车
"]$\rm A$.补偿阻力时不挂槽码,将长木板有打点计时器的一端适当垫高,轻推小车,让小车能够在木板上匀速运动,此时小车重力沿斜面的分力大小与小车所受阻力大小相等,可知,改变小车总质量时,不需要重新补偿阻力,故错误;
$\rm B$.电火花计时器采用$220\;\rm V$交流电源,可知,实验中应将打点计时器接到输出电压为$220\;\rm V$的交流电源上,故$\rm B$错误;
$\rm C$.为了使细线的拉力等于小车所受外力的合力,补偿阻力后,需要调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟长木板保持平行,故$\rm C$正确;
$\rm D$.为了避免纸带上出现大量的空白段落,小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,故$\rm D$正确。
故选:$\rm CD$。
改用如图所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平,滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门$1$、$2$的遮光时间分别为$\Delta t_{1}$,$\Delta t_{2}$,测得两个光电门间距为$x$,遮光条宽度为$d$,则滑块加速度$a=$ (用题中所给物理量符号表示)。
根据光电门测速原理可知$v_{1}= \dfrac{d}{\Delta t_{1}}$,$v_{2}= \dfrac{d}{\Delta t_{2}}$
根据速度与位移的关系有有$v_{2}^{2}-v_{1}^{2}=2ax$
解得$a=\dfrac{d^{2}}{2x}\left( \dfrac{1}{\Delta t_{2}^{2}}-\dfrac{1}{\Delta t_{1}^{2}} \right)$
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