研究匀变速直线运动

1.小张同学想研究一遥控电动车的运动情况,他找来一个塑料瓶,设计了一个如图甲所示的装置,瓶内装上墨水,通过调节开关使墨水缓慢滴下,然后将这个装置固定在车的尾部,如图乙所示.使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进,然后他在离出发点不远处,选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点,用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离,并记录在下面的表格中.

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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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距离(m)
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0.422
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1.546
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3.076
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4.890
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6.813
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8.713
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10.645
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12.571
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14.483
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16.429
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(1)小张制作的装置相当于物理实验室中的________(填仪器名称).
(2)通过表中数据,你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是________________________________________________________________________.
(3)要测量小车做匀速运动时的速度,小张同学还需要知道的物理量是____________,他还需要的测量工具是________,测量方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)小张制作的装置相当于打点计时器.
(2)相邻两点间的距离如表所示.
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s1
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s2
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s3
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s4
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s5
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s6
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s7
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s8
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s9
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s10
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距离(m)
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0.422
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1.124
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1.530
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1.814
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1.923
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1.900
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1.932
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1.926
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1.912
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1.946
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可以看出,开始时相邻两点间的距离是逐渐变大的,后面两点间的距离基本上保持不变,说明开始时小车先做加速运动,后做匀速运动.再进一步分析做加速运动时加速度的变化,相邻两点间距离的差值如表所示.
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s2-s1
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s3-s2
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s4-s3
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s5-s4
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s6-s5
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s7-s6
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s8-s7
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s9-s8
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s10-s9
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距离差(m)
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0.702
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0.406
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0.284
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0.109
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-0.023
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0.032
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-0.006
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-0.014
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0.034
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可以看出,刚开始时相邻两点间距离差在逐渐变小,说明小车的加速度在逐渐减小,所以小车先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动.
(3)要测量小车做匀速运动时的速度,还必须知道相邻两墨水滴滴下的时间间隔T,要测量时间间隔需要用秒表.测量方法是从某滴开始下落时开始计时,并计数为1,数到第n滴开始下落时停止计时,则时间间隔T=,注意n不可太小,一般取30滴以上.
答案:(1)打点计时器
(2)先做加速度变小的加速运动,后做匀速运动
(3)相邻两墨水滴滴下的时间间隔T 秒表 从某滴开始下落时开始计时,并计数为1,数到第n滴开始下落时停止计时,则时间间隔T=
2.(2018·高考全国卷 Ⅲ )甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间.实验步骤如下:
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂.乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺.
(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子.若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为________(用L、L1和g表示).
(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm.乙的反应时间为________ s.(结果保留2位有效数字)
(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:__________________.
解析:根据题述,在乙的反应时间t内,尺子下落高度h=L-L1,由自由落体运动规律可知,h=gt2,解得t=.代入数据得t=0.20 s.
答案:(2) (3)0.20 (4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子(答出一条即可)