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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
某实验小组利用图$1$装置探究加速度与力、质量的关系:


本实验采取了控制变量法,下列实验也用到了该方法的是$(\quad\ \ \ \ )$。
探究小车的速度随时间变化的规律
","探究平抛运动的特点
","验证机械能守恒定律
","探究向心力大小的表达式
"]探究向心力大小的表达式时,也应用了控制变量法。
故选:$\rm D$。
探究实验时,下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$。
安装器材过程中应当调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟桌面保持平行
","为了减少纸带在运动时受到的阻力,可将电火花计时器改为电磁打点计时器
","在小车与细绳之间加装力传感器后,槽码质量$m$无需远小于小车质量$M$
","在小车上增减钩码并进行多次实验,需要重新补偿阻力
"]$\rm A$.安装器材过程中应当调节滑轮高度,使牵引小车的细线跟长木板保持平行,$\rm A$错误;
$\rm B$.为了减少纸带在运动时受到的阻力,可将电磁打点计时器改为电火花计时器,$\rm B$错误;
$\rm C$.在小车与细绳之间加装力传感器后,小车受到的合外力可以通过传感器直接得出,无需使槽码的质量远远小于小车的质量,$\rm C$正确;
$\rm D$.实验开始时平衡好摩擦力后,在小车上增减钩码并进行多次实验,无需重新补偿阻力,$\rm D$错误。
故选:$\rm C$。
在规范的实验操作下,打出的一条纸带如图$2$所示,相邻两计数点间均有$4$个点未画出,已知电源频率为$50\;\rm Hz$,则打计数点$0$时,小车的速度大小为 $\;\rm m/s$(结果保留$2$位有效数字)。

由题可知,相邻计数点之间的时间间隔$T=5 \times 0.02\;\rm s=0.1\;\rm s$
根据匀变速直线运动规律可得,打下点迹$3$时小车的速度为$v_{3}=\dfrac{x_{24}}{2T}=\dfrac{(11.00-4.50) \times 10^{- 2}}{2 \times 0.1}\ \text{m/s}=0.325\;\rm \text{m/s}$
根据逐差法求加速度可得$a=\dfrac{x_{36}-x_{03}}{9T^{2}}=\dfrac{(19.50-2 \times 7.50) \times 10^{- 2}}{9 \times {0.1}^{2}}\;\rm \text{m/s}^{\text{2}}=0.50\;\rm \text{m/s}^{\text{2}}$
故打计数点$0$时,小车的速度$v_{0}=v_{3}-a \times 3T=0.175\;\rm m/s\approx 0.18\;\rm m/s$
该实验中,若槽码质量为$m$,小车质量为$M$,细线对小车的拉力为$F$。若要使$\dfrac{mg-F}{mg} \lt 10\%$,则$m$与$M$的关系应满足 。
对槽码而言,则有$mg-F=ma$
代入上式可得$\dfrac{ma}{mg} \lt 10\%$
解得$\dfrac{a}{g} \lt 10\%$
对小车和槽码整体而言,则有$mg=(M+m)a$
解得$\dfrac{a}{g}=\dfrac{m}{M+m}$
联立可得$M\gt 9m$
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