Question

【題目】(1)用圖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O（t=0），然后每隔相同的時間間隔T=0.1s選取一個計數點，如圖中A、B、C、D、E、F……所示。

c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

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_______________(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．秒表

E．天平(含砝碼)

②在圖中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點，請結合紙帶并在該圖中標出計數點C對應的坐標點，并畫出v-t圖像_________________________

③觀察v-t圖像，可判斷小車做勻變速直線運動，其加速度a=___________m/s2，在縱軸上的截距表示的物理意義是___________________。

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”)。

(2)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。完成下列填空：

①將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的 示數為1.00kg；

②將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數如圖(b)所示，該示數為______________kg；

③將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序 號	1	2	3	4	5
m(kg)	1.80	1.75	1.85	1.75	1.90

④根據以上數據，可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為_________N；小車通過最低點時的速度大小為_______ m/s．（重力加速度大小取9.80m/s2，計算結果保留2位有效數字）

Answer 1

【答案】AC 4.10 小車在紙帶上為點的速度大小 越小越好 有關 1.40 7.9 1.4

【解析】

(1)①[1]在下列儀器和器材中，還需要使用的有電壓合適的50Hz交流電源，供打點計時器使用；還需要刻度尺，來測量各點的位移大小，從而算出各自速度大小；

A. 電壓合適的50 Hz交流電源與分析相符，故A正確；

B. 電壓可調的直流電源與分析不符，故B錯誤；

C. 刻度尺與分析相符，故C正確；

D.秒表與分析不符，故D錯誤；

E．天平(含砝碼) 與分析不符，故E錯誤；

②[2]根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可知點的速度大小為：

根據標出計數點、、、對應的坐標點位置，及點對應的時間，從而確定點的位置，再將各點平滑連接，如圖所示：

③[3]由圖象，是過原點的一條直線，可知，速度隨著時間是均勻變化的，說明小車是做勻變速直線運動；圖象的斜率，表示小車的加速度，其加速度：

[4]在縱軸上的截距表示的物理意義是表示小車在紙帶上為點的速度大小；

④[5]當不知道小車是否做勻變速直線運動，若用平均速度表示各計數點的瞬時速度，從理論上講，對的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬時速度；[6]從實驗的角度看，對于選取的大小與速度測量的誤差有關；

(2)②[7]根據量程為10kg，最小分度為0.1kg，注意估讀到最小分度的下一位，為1.40kg；

④[8]根據表格知最低點小車和凹形橋模擬器對秤的最大壓力平均值為：

解得：

[9]根據牛頓運動定律知：

代入數據解得：