問題詳情:
用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規律.
主要實驗步驟如下:
a.安裝好實驗器材.接通電源後,讓拖着紙帶的小車沿長木板運動,重複幾次.
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O(t=0),然後每隔相同的時間間隔T選取一個計數點,如圖2中A、B、C、D、E、F……所示.
c.透過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度,分別記作vvvvv5……
d.以速度v爲縱軸、時間t爲橫軸建立直角座標系,在座標紙上描點,如圖3所示.
結合上述實驗步驟,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____________和___________(填選項前的字母).
A.電壓合適的50 Hz交流電源
B.電壓可調的直流電源
C.刻度尺
D.秒錶
E.天平(含砝碼)
(2)在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的座標點,請在該圖中標出計數點C對應的座標點,並畫出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點的瞬時速度,從理論上講,對△t的要求是______(選填“越小越好”或“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”或“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,爲此他設計瞭如圖4所示的“斜面實驗”,反覆做了上百次,驗*了他的猜想.請你結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_____________________.
【回答】
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 如果小球的初速度爲0,其速度,那麼它透過的位移x∝t2.因此,只要測量小球透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;爲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點的橫座標爲3T,縱座標爲
(3)結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)如果小球的初速度爲0,其速度,那麼它透過的位移x∝t2.因此,只要測量小球透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,並測出小球在相應時間內的位移,則可以驗*.)
點睛:本題考查了速度與與時間得關係,速度沒有辦法直接測量,所以要利用物理關係轉化,轉換成我們能夠測量的量,然後在來驗*速度與時間得關係.
知識點:勻變速直線運動的速度與時間的關係
題型:實驗,探究題