【題目】用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。

主要實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。

b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點Ot=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點,如圖2A、BC、D、E、F……所示。

c.通過測量、計算可以得到在打A、B、CD、E……點時小車的速度分別記作v1、v2v3、v4v5……

d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。

結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務

(1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有_______________________(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50 Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

(2)在圖3中已標出計數(shù)點A、BD、E對應的坐標點請在該圖中標出計數(shù)點C對應的坐標點,并畫出v-t圖像_____________。

(3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據(jù)是___________。v-t圖像斜率的物理意義是______________________。

(4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度,從理論上講,t的要求是______(選填越小越好與大小無關”);從實驗的角度看,選取的x大小與速度測量的誤差______(選填有關無關”)。

(5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時為此他設計了如圖4所示的斜面實驗”,反復做了上百次驗證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略斜面實驗檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的_____________________

【答案】 A C 如圖所示

小車的速度隨時間均勻變化 加速度 越小越好 有關 如果小球的初速度為0,其速度,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。

【解析】(1)打點計時器需用交流電源;為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選AC

(2)利用所給點跡描點連線,得圖像

其中C點的橫坐標為3T,縱坐標為

(3)結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時間均勻變化,所以小球做勻加速運動,圖像的斜率代表了運動時的加速度

(4) 越小,則 越接近計數(shù)點的瞬時速度,所以越小越好,計算速度需要用到 的測量值,所以大小與速度測量的誤差有關。

(5)如果小球的初速度為0,其速度,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。(要檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的,可以檢驗小球運動位移與時間的平方成正比,利用滴水可以得到小球的運動時間,并測出小球在相應時間內(nèi)的位移,則可以驗證。)

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A.

B.

C.

D.

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