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专题16 力学试验
1.(2017全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
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(1)由图(b)可知,小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为___________m/s,加速度大小为____________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
答案:(1)从右向左 (2)0.19 0.037
解析:(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用,做匀减速直线运动,相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小,所以由题图(b)可知,小车在桌面上是从右向左运动的.(2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴,其滴水的时间间隔为
.根据匀变速直线运动的规律,可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为
.由Δx=aT2和逐差法可得,小车运动的加速度大小为
.
2.(2017全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.
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实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间?t;
③用?s表示挡光片沿运动方向的长度,如图(b)所示,
表示滑块在挡光片遮住光线的?t时间内的平均速度大小,求出
;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④;
⑥利用实验中得到的数据作出
–?t图,如图(c)所示.
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完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则
与vA、a和?t的关系式为
= .
(2)由图(c)可求得,vA=