新补充习题高中物理人教版
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5. 利用如图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.
(1) 电火花计时器所接的电源是电压为
220
V,频率为50Hz的交变电流.
(2) 某同学在一次实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻计数点间还有4个点未画出,其中$x_1=14.10cm$、$x_2=15.34cm$、$x_3=16.58cm$、$x_4=17.82cm$、$x_5=19.06cm$、$x_6=20.30cm$.小车在F点的瞬时速度为
1.97
m/s,小车的加速度为
1.24
$m/s^2$.(结果保留3位有效数字)
答案：(1) 220
解析：电火花计时器使用220V交流电源。
(2) 1.97，1.24
解析：$v_F = \frac{x_5 + x_6}{2T} = \frac{(19.06 + 20.30) × 10^{-2}}{2 × 0.1}m/s = 1.968m/s \approx 1.97m/s$，加速度 $a = \frac{(x_4 + x_5 + x_6) - (x_1 + x_2 + x_3)}{9T^2} = \frac{(17.82 + 19.06 + 20.30 - 14.10 - 15.34 - 16.58) × 10^{-2}}{9 × 0.01}m/s^2 = 1.24m/s^2$。
6. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,电火花计时器使用的交流电源频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图所示.在纸带上选择标有0，1，2，…，6的7个计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出,纸带旁并排放着一把毫米刻度尺,0刻度线跟计数点0对齐,由图可读出计数点1、3、5跟0点间的距离.
(1) 请将数值填入表格中,并根据所给数据算出$v_2=$ m/s,$v_3=$ m/s,$v_4=$ m/s.
位置
1
3
5
6
距离d/cm
(2) 通过推导,能否求出打计数点1时小车的速度$v_1$?
答案：(1) 距离d/cm：1.20，5.40，12.00，16.80；$v_2 = 0.21m/s$，$v_3 = 0.33m/s$，$v_4 = 0.45m/s$
解析：根据刻度尺读数，$v_2 = \frac{x_{13}}{2T} = \frac{(5.40 - 1.20) × 10^{-2}}{2 × 0.1}m/s = 0.21m/s$，同理可得$v_3$、$v_4$。
(2) 能，根据匀变速直线运动规律，$v_1 = 2v_2 - v_3$可求出。
