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4.物理小组在一次探究活动中测量滑块的加速度.实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点.图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),测出各计数点到A点之间的距离如图所示.根据图中数据计算:(保留两位有效数字),请完成下列小题:

①打C点时滑块的速度的大小为0.54m/s;
②滑块的加速度a=1.0 m/s2
③若在实验过程中交流电的频率超过50Hz,但计算时频率还是用50Hz,由此计算出的加速度值将偏小 (填“偏大”、“偏小”或“不变”).

分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,运用逐差法求出加速度.
根据打点周期的测量误差,结合△x=aT2得出加速度的测量误差.

解答 解:①打C点时滑块的速度的大小为${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{(14.70-3.90)×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.54m/s.
②根据△x=aT2,运用逐差法得,加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{(21.60-8.79-8.79)×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=1.0m/s2
③若在实验过程中交流电的频率超过50Hz,则打点的实际周期小于0.02s,但计算时频率还是用50Hz,导致周期的测量值偏大,根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$知,加速度的测量值偏小.
故答案为:①0.54     ②1.0   ③偏小

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

14.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,打点计时器所用电源的频率为50HZ,如图所示是做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点,在每相邻的两点中间都有四个点未画出.按时间顺序为0、1、2、3、4、5六个计数点,用尺量出0、1、2、3、4、5点的距离分别是x01=2.77cm、x12=4.28cm、x23=5.79cm、x34=7.30cm、x45=8.81cm x56=10.32cm.

(1)求打点3和点5的速度V3=0.65 m/s,V5=0.96 m/s,(计算结果保留两位有效数字)
(2)用逐差法求出小车的加速度为1.51m/s2(计算结果保留三位有效数字)

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15.如图所示为“用打点计时器研究物体运动的加速度”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出,距离如图,单位是cm,D点的速度VD=0.688m/s,小车的加速度a=1.59m/s2(答案均保留三位有效数字).

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12.关于重力势能,下列说法中正确的是(  )
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
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19.在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中,
(1)测量原理根据的公式是a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$.
(2)实验中要用到的器材和测量仪器有ABCDEGHI
A.小车   B.一端带滑轮的    C.打点计时器   D.低压交流电源E.小钩
F.秒表    G.刻度尺   H.纸带I.细绳
(3)某学生在实验中操作有如下步骤,试按合理的顺序把步骤序号填在下面的线上:DΒFΑEGCH.
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面;
B.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端,并与电源相连接;
C.换上新纸带,重作两次实验;
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌边;
E.先让小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车;
F.把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上,另一端吊一钩码;
G.断开电源,取下纸带;
H.求出三次测量加速度的平均值,作为测量的最后结果.
(4)用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图.电源的频率为50Hz,从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点,每两个计数点间有4个计时点未画出,用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm,E、F两点间距离S2=5.64cm,则落体运动下落过程中a=0.39m/s2

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9.某物理兴趣小组在一次探究实验活动中,要测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图1所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列点

(1)图2给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点未画出,用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据可以计算出:点“2”的瞬时速度v=0.264m/s;加速度a=0.497m/s2(保留三位有效数字).
(2)为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,该小组用天平测出了滑块的质量m1,托盘和砝码的总质量m2.若用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{1}a}{{m}_{1}g}$ (用g、a、m1、m2等字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数偏大 (填“偏大”或“偏小”).

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16.下列哪个物体的运动可视为自由落体运动(  )
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