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勻變速直線運動是加速度的實驗裝置

 發布時間：2024-10-20 20:54:53

1. 某學習小組在「研究勻變速直線運動」的實驗中，用如下圖所示的氣墊導軌裝置來測小車的加速度，由導軌標尺

由於遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．
滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=

d
t1
，
滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=
d
t2

根據功能關系可知：mgL＝
1
2
(M+m)(
d
t2
)2?
1
2
(M+m)(
d
t1
)2．
因此為了驗證機械能守恆定律，還需要測量的物理量有：滑塊的質量M和沙桶的質量m
故答案為：滑塊的質量M和沙桶的質量m，mgL＝
1
2
(M+m)(
d
t2
)2?
1
2
(M+m)(
d
t1
)2．

2. 某同學利用圖1裝置進行《測定勻變速直線運動的加速度》的實驗，圖2為用打點計時器打出的一條紙帶，紙帶上

（1）AB、實驗使用的電源必須是交流電源，故A正確，B錯誤；
C、刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故C正確；
D、打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒錶，故D錯誤；
E、在處理紙帶求解速度與加速度的過程中，物體的質量不需要知道，所以不用天平測物體的質量，故E錯誤．
故選：AC
（2）每兩個計數點間都有四個原始點沒有畫出，因此其時間間隔為T=0.1s；
由圖可知，從左到右紙帶上計數點之間的距離為：x1=1.00cm，x2=1.50cm，x3=2.00cm，x4=2.50cm
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度有：
vD=

0.02+0.025
2×0.1
=0.225m/s
（3）相鄰計數點之間的位移差為△x=0.50cm，代入公式△x=aT2可得：
a=
0.005
0.01
=0.5m/s2；
（4）如果在某次實驗中，交流電的頻率偏離49Hz，那麼實際打點周期變大，
根據運動學公式△x=at2得：真實的加速度值就會偏小，
所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大．
故答案為：（1）AC（2）0.225（3）0.5（4）偏大

3. 如圖所示的實驗裝置來測定勻變速直線運動的加速度。已知兩個光電門中心之間的距離s，測得遮光條的寬度d。

4. 測勻加速直線運動的加速度實驗

Sn - Sn-1=at^2
就是這樣的,利用打點計時器,測量紙帶上的點之間的距離差,由於每個點之間的距離差較小,一般取5個點為一組,再測量每組之間的距離差.得出若干組加速度後,取它們的平均值,得到加速度.

Sn - Sn-1=at^2的推導:
Sn-1=vn-1t+at^2/2
vn=vn-1+at
Sn=vnt+at^2/2即Sn=(vn-1+at)t+at^2/2
Sn-Sn-1=at^2即a=(Sn-Sn-1)/t^2

如果可以測得物體的質量m和物體受到的外力F,也可以由a=F/m求出加速度
實驗時可以把物體靜止放在光滑桌面上,物體一端系一個重力為G的砝碼,砝碼通過定滑輪懸掛在桌外.讓砝碼自由下落,那麼物體受到的外力就是砝碼的重力G,物體的質量為m,那麼物體的加速度就是a=G/m

5. 如圖所示為測量重力加速度的實驗裝置．裝置包括：固定在水平底板上帶有刻度的直桿；三個可通過螺絲固定在

（1）勻變速直線運動中平均速度等於中間時刻的瞬時速度，故
.
v
= v B +g?(
1
2
△t) ，故以
.
v
為從坐標即可；
（2）根據瞬時速度表達式
.
v
= v B +g?(
1
2
△t) = v B +
g
2
?△t ，故
.
v
-△t 圖象的斜率k=
1
2
g ，故g=2k；
故答案為：（1）鋼珠在兩個光電門之間運動的平均速度；（2）2k．

6. 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來測定勻變速直線運動的加速度．已知兩個光電門中心之間的距離s，測得

由於遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度回表示瞬時速度．
滑塊經過光電門1時的瞬答時速度的表達式v 1 =
d
△t 1
，
滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v 2 =
d
△t 2
．
根據
v 22
-
v 21
=2as得，
a=
(
d
△t 2
) 2 -(
d
△t 1
) 2
2s

故答案為：
d
△t 1
，
d
△t 2
，
(
d
△t 2
) 2 -(
d
△t 1
) 2
2s

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