结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。 A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像_____________。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度
表示各计数点的瞬时速度,从
理论上讲,对△t的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。
【答案】 (1). A (2). C (3). 如图所示:
(4). 小车的速度随时间均匀变化 (5). 加速度 (6). 越小越好 (7). 有关 (8). 如果小球的初速度为0,其速度
,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检
验小球的速度是否随时间均匀变化。
【解析】(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC (2)利用所给点迹描点连线,得图像
其中C点的横坐标为3T,纵坐标为
(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图像的斜率代表了运动时的加速度.
(4) 越小,则 越接近计数点的瞬时速度,所以越小越好,计算速度需要用到 的测量值,所以
大小与速度测量的误差有关。
点睛:本题考查了速度与与时间得关系,速度没有办法直接测量,所以要利用物理关系转化,转换成我们能够测量的量,然后在来验证速度与时间得关系。
10. 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10 m,C是半径R=20 m圆弧的最低点,质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到达B点时速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。
(1)求长直助滑道AB的长度L;
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小;
(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。
【答案】(1)(2)(3)3 900 N
【解析】(1)已知AB段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即
可解得:
(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以
(3)小球在最低点的受力如图所示