15.在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中,用打點計時器記錄紙帶運動的時間.計時器所用電源的頻率為50Hz,圖為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點,用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離如圖所示(單位:cm).

由紙帶數(shù)據(jù)計算可得:相鄰兩計數(shù)點間的時間t=0.1s,計數(shù)點4所代表時刻的即時速度大小v4=0.405m/s,小車的加速度大小a=0.756m/s2

分析 根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大。

解答 解:由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s,
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大小.
v4=$\frac{0.1455-0.0645}{2×0.1}$=0.405m/s
設0到1之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
 x6-x3=3a3T2 
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=$\frac{1}{3}$(a1+a2+a3
即小車運動的加速度計算表達式為:a=$\frac{0.1970-0.0645-0.0645}{9×0.{1}^{2}}$m/s2=0.756m/s2
故答案為:0.1,0.405,0.756.

點評 要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用.

練習冊系列答案
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(1)當采用圖甲的實驗裝置進行實驗時,下列說法中正確的是C
A.滑塊P機械能守恒B.鉤碼Q機械能守恒
C.滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機械能守恒D.以上三種說法都正確
(2)實驗前,接通電源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上,輕推滑塊,當圖乙中的△t1=△t2(選填“>”“=”或“<”)時,說明氣墊導軌已經(jīng)水平.
(3)滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖乙所示,若△t1、△t2、遮光條寬度d、A與B間的距離L、滑塊質(zhì)量M、鉤碼質(zhì)量m已知,若上述物理量間滿足關系式mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracvq2y497{△{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fracuog2qws{△{t}_{1}}$)2,則表明在上述過程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒.
(4)若遮光條寬度d=8.400mm,A、B間的距離L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑塊質(zhì)量M=180g,鉤碼Q質(zhì)量m=20g,則滑塊從A運動到B的過程中系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=0.314 J,系統(tǒng)動能的增量△Ek=0.300 J.(g=9.80m/s2,計算結果保留三位有效數(shù)字)

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A.圖(甲)兩端允許加的最大電壓為60V
B.圖(乙)電路允許通過的最大電流為3.5A
C.圖(丙)兩端允許加的最大電壓為17.5V
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D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶.
E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為2.1m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字).
(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標,加速度為縱坐標,畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為D.
A.2tanθ             B.$\frac{1}{tanθ}$             C.k             D.$\frac{2}{k}$
(4)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51Hz,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比偏。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”).

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C.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的場強不變
D.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的電勢升高

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