高考實驗一研究勻變速直線運動有答案

1、實驗一研究勻變速直線運動1實驗目的(1)練習正確使用打點計時器(2)會利用紙帶求勻變速直線運動的瞬時速度、加速度(3)會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并能畫出小車運動的vt圖象，根據(jù)圖象求加速度2實驗原理從紙帶上確定計數(shù)點和兩計數(shù)點間隔的時間，量出相鄰計數(shù)點間的距離，利用平均速度求出瞬時速度；計算相鄰計數(shù)點距離之差，看其是否是一個常數(shù)來確定運動性質(zhì)3實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙片4實驗步驟(1)按照實驗裝置圖，把打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源(2)把一細線系在小車上，細線繞過滑輪，下端掛

2、合適的鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面(3)把小車?？吭诖螯c計時器處，接通電源，放開小車(4)小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶(5)換紙帶反復做三次，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析1數(shù)據(jù)處理(1)利用逐差法求平均加速度a1，a2，a3，.(2)利用平均速度求瞬時速度vn.(3)利用速度時間圖象求加速度作出速度時間圖象，通過圖象的斜率求物體的加速度2注意事項(1)平行：紙帶、細繩要和木板平行(2)兩先兩后：實驗中應先接通電源，后讓小車運動；實驗完畢應先斷開電源后取紙帶(3)防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞(4)減小誤差：小車的加速度要

3、適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計數(shù)點為宜(5)準確作圖：在坐標紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏，而導致誤差過大)，仔細描點連線，不能連成折線，應作一條直線3誤差分析(1)使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差(2)作vt圖象時出現(xiàn)作圖誤差(3)電源頻率不穩(wěn)定，造成打點的時間間隔不完全相同(4)長木板粗糙程度不均勻，小車運動時加速度有變化造成誤差對實驗原理和操作的考查研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示，其中斜面傾角可調(diào)打點計時器的工作頻率為50 Hz.紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出(

4、1)部分實驗步驟如下：A測量完畢，關閉電源，取出紙帶B接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車C將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連D把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是：_(用字母填寫)(2)圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T_s.(3)計數(shù)點5對應的瞬時速度大小的計算式為v5_(4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a_解析(1)按常規(guī)實驗步驟，先安裝再操作后整理，再根據(jù)打點計時器的使用方法可知正確步驟為D、C、B、A.(2)T打s0.02 s，因為相鄰兩計數(shù)點間有4個記錄點未畫出，故計數(shù)點的時間間隔T5T打0.1 s.(3

5、)由v得，v5.(4)為了充分利用數(shù)據(jù)，應采用逐差法：a.答案(1)DCBA(2)0.1(3)(4)1某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動實驗步驟如下：A安裝好實驗器材B讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點C測出x1、x2、x3.結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務：(1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下列儀器和器材中，必須使用的有_(填選項代號)A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電

6、源C秒表D刻度尺E天平F重錘G彈簧測力計(2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關系是_，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是_解析：(1)實驗中打點計時器要使用50 Hz的低壓交流電源；測量x1、x2、x3要使用刻度尺；實驗中無需使用秒表、天平、重錘和彈簧測力計，故選A、D.(2)因小車做勻加速直線運動，所以相鄰相等時間內(nèi)的位移之差是恒量，故x3x2x2x1；c點是bd段的時間中點，則c點的瞬時速度等于該段的平均速度，即vc.答案：(1)A、D(2)x3x2x2x12某同學用如圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50 Hz.在所選

7、紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每隔4個計時點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖乙所示該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔)：方法A：由g1，g2，g5，取平均值 g8.667 m/s2；方法B：由g1，g2，g3，取平均值 8.673 m/s2.從數(shù)據(jù)處理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，對實驗結(jié)果起作用的：方法A中有_；方法B中有_因此，選擇方法_(選填“A”或“B”)更合理，這樣可以減少實驗的_(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差本實驗誤差的主要來源有_(試舉出兩條)解析：方法A的實質(zhì)：/5方法B的實質(zhì)：/3故方法A中2個數(shù)據(jù)起作用，方法B中6個數(shù)據(jù)起作用答

8、案：x1、x6或37.5 mm、193.5 mmx1、x2、x3、x4、x5、x6或37.5 mm、69.0 mm、100.5 mm、131.5 mm、163.0 mm、193.5 mmB偶然阻力(空氣阻力、振針的阻力、限位孔的阻力、復寫紙的阻力等)、交流電頻率波動、長度測量、數(shù)據(jù)處理方法等對紙帶問題的處理某同學在研究小車的運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，如圖所示，已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，該同學選擇了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.(1)小車做什么運動？(2)試計算瞬時速度vB、vC、vD、vE各多大？(3)計算小車的加速度多大？解析(1)

9、因為相鄰相等時間內(nèi)的位移差xBCABCDBCDECDEFDE常數(shù)，所以小車做勻加速直線運動(2)由題圖可知，相鄰計數(shù)點的時間間隔T2×0.02 s0.04 s由求瞬時速度的方法可得：vBm/s0.415 m/s，vCm/s0.495 m/s，vDm/s0.575 m/s，vEm/s0.655 m/s.(3)畫vt圖象，如圖所示，描點、擬合得到直線，由圖象可得a2.0 m/s2.答案(1)勻加速直線運動(2)0.415 m/s0.495 m/s0.575 m/s0.655 m/s(3)2.0 m/s23某同學利用如圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始

10、運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示打點計時器電源的頻率為50 Hz.(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點_和_之間某時刻開始減速(2)計數(shù)點5對應的速度大小為_m/s，計數(shù)點6對應的速度大小為_m/s.(保留三位有效數(shù)字)(3)物塊減速運動過程中加速度的大小為a_m/s2.解析：(1)從計數(shù)點1到6相鄰的相等時間內(nèi)的位移差x2.00 cm，在6、7計數(shù)點間的位移比5、6計數(shù)點間的位移增加了(12.2811.01) cm1.27 cm2.00 cm，因此，開始減速的時刻在計數(shù)點6

11、和7之間(2)計數(shù)點5對應的速度大小為v5m/s1.00 m/s.計數(shù)點4對應的速度大小為v4m/s0.80 m/s.根據(jù)v5，得計數(shù)點6對應的速度大小為v62v5v4(2×1.000.80) m/s1.20 m/s.(3)物塊在計數(shù)點7到11之間做減速運動，根據(jù)xaT2得x9x72a1T2x10x82a2T2故a2.00 m/s2.答案：(1)67(2)1.001.20(3)2.004現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示拍攝時頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、

12、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示重力加速度大小g9.80 m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a_(保留3位有效數(shù)字)(2)因為_，可知斜面是粗糙的解析：(1)根據(jù)勻變速直線運動的推論，利用逐差法，得x3x12a1T2，x4x22a2T2a，又知T0.1 s聯(lián)立以上各式得a4.30 m/s2.(2)設斜面傾角為，如果斜面光滑，根據(jù)牛頓第二定律得，物塊下滑的加速度agsing5.88 m/s2a，所以斜面是粗糙的答案：(1)4.30m/s2(2)ag5

13、.88m/s2研究勻變速直線運動掃一掃進入精品微課創(chuàng)新設計型實驗是近幾年高考考查的重點，其創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在利用先進計時工具研究勻變速運動，例如2014年高考大綱全國卷用頻閃照片方法測定加速度，2013年高考新課標全國卷用光電門和遮光片測定加速度等雖然創(chuàng)設了新的情景，但是依然萬變不離其宗，仍用逐差法計算加速度，平均速度法求解瞬時速度范例光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌

14、面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×102s和4.0×103s用精度為0.05mm的游標卡尺測量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示(1)滑塊的寬度d_cm.(2)滑塊通過光電門1時的速度v1_m/s，滑塊通過光電門2時的速度v2_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的_，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將_的寬度減小一些解析