2016版《紅對勾講與練》第一章運動的描述勻變速直線運動的研究實驗：研究勻變速直線運動實驗1匯總

1、KETANGXIADGUOJIANCEj矗堂彗果蛇旦031. 某同學(xué)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(fù)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 xi、X2、X3、，.結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務(wù):(1)實驗中，除打點計時器( (含紙帶、復(fù)寫紙) )，小車，一端附有滑 輪的長木板，細繩，鉤碼，導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，A .電壓合適的 50 Hz 交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源C.秒表D.

2、刻度尺E.天平 F.重錘 G .彈簧秤H .滑動變阻器(2)如果小車做a、必須使用的有.(填選項代號)KETANGXIADGUOJIANCEj矗堂彗果蛇旦03勻加速運動，所得紙帶如圖乙所示，貝 SXi、X2、X3的關(guān)系是_ ，已知打點計時器打點的時間間隔是t,則打 c 點75時小車的速度是_.解析：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.林亠X2+ X3答案：（1）AD（2）X3 X2= X2-%10t2.某同學(xué)用打點計時器等實驗裝置測量做勻加速直線運動的物 體的加速度，電源頻率 f= 50 Hz,在紙帶上打出的點中選出零點，每 隔 4 個點取 1 個計數(shù)點，因

3、保存不當，紙帶被污染.如圖所示，A、B、C、D 是依次排列的 4 個計數(shù)點，僅能讀出其中 3 個計數(shù)點到零 點的距離：SA=16.6 mm,SB=126 5 mm,SD= 624.5 mm.SD3SB+2SA2答案：( (1)0.1 (2)2.5 (3) 75Af1 2 31 在實驗中，下列做法正確的有 _ .A .電路中的電源只能選用交流電源B.實驗前應(yīng)將 M 調(diào)整到電磁鐵的正下方C .用直尺測量電磁鐵下端到M 的豎直距離作為小球下落的高度D.手動敲擊 M 的同時按下秒表開始計時2 實驗測得小球下落的高度 H = 1.980 m,10 個小球下落的總時間 T = 6.5s.可求出重力加速度

4、g=_ m/W (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) )3 在不增加實驗器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦 法.SA=16.6mm 5126+5 mm5=624.5 mm3.某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度，實驗裝置如圖所示.傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān) K，電磁鐵吸住第 1 個小球.手動敲擊彈性金屬片 M, M 與觸頭瞬間分開，第 1 個 小球開始下落， M 迅速恢復(fù)， 電磁鐵又吸住第 2 個小球.當?shù)?1 個 小球撞擊 M 時，M 與觸頭分開，第 2 個小球開始下落,這樣，就 可測出多個小球下落的總時間.t2=半一&,根據(jù) H =1gt2得 Hi=如十2 2- -TrnTrng

5、 g1-1- 2 2解得 g =2n2Hi H22Ti T22,因此可以消除(4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間&磁性才消失,因此，每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差這導(dǎo)致實驗誤差.為此，他分別取高度 Hi和 H2，測量 n 個小球下落的總時間 Ti和T2他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除 &對實驗結(jié)果的影響？請推 導(dǎo)說明.解析：根據(jù)自由落體運動的規(guī)律 h = 2gt2解決問題.(I)若電源選用直流電源，電磁鐵可正常工作，選項 A 錯誤；實 驗時小球要撞擊 M 斷開電源，因此 M 應(yīng)在電磁鐵的正下方，選項 B 正確；小球下落的高度為電磁鐵下端到 M 的豎直距離與小球直徑的的同時開始計時

6、， 測量出落下 n個小球的時間 T,則一個小球下落時 間 t=n，選項D正確.1T根據(jù) H = 2gt2和 t=石石，解得22H 2n2Hg=t2=T22X102x1.98022=6?m/9.4m/s2 (3)要減小實驗誤差，可以適當增大小球下落的高度，并多次測 量取平均值.(4)根據(jù)題意，小球從 Hi、H2咼處洛下需要的時間 ti= n &和差，選項 C 錯誤；根據(jù)g g1-1- 2 2t 可利用累積法，即從手動敲擊 M答案：( (1)BD(2)9 4 (3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實驗，結(jié)果取平均值.( (其他答案只要合理也可) )(4)可以消除&對實驗結(jié)果的影響，推導(dǎo)過程見解析.4.

7、 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B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.(1)部分實驗步驟如下:A .測量完畢，關(guān)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 .將小車停靠在打點計時器附近，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) 上圖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(yīng)的瞬時速度大小計算式為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

8、式應(yīng)為 a =_.解析：( (1)實驗的操作步驟應(yīng)先安裝實驗器材，再接通電源進行打點計時器乙計數(shù)點 5 為 4 和 6 的中間時刻，故 V5=X4+ X52T 實驗，完成實驗，關(guān)閉電源，取出帶紙，故正確的操作順序為 D、C、B、A.(2)因相鄰兩點間有 4 個點未畫出，則相鄰兩計數(shù)點的時間間隔 T=0.02sX5=0 1s.(4)為減小誤差，可充分利用數(shù)據(jù)，據(jù) X4 Xi= 3aT2,5 X2= 3aT2,X6 X3= 3aT .X4+ X5答案：( (1)DCBA (2)0.1(3)-5. 某同學(xué)用如圖 1 所示裝置測量重力加速度 g,所用交流電頻 率為50 Hz在所選紙帶上取某點為 0 計

9、數(shù)點，然后每 3 個點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖 2 所示.W- 1 131,5 *163.0一*1193.5- 1- -1- 1Z單 Rtmm（1J012聯(lián)立求得平均加速度 a=X6+ X5+ X4 X3 X2 Xi9T2X6+ X5+ X,-X3-X2-X19T2該同學(xué)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）:X2 XiX X2X6 X5解法A:由g1=T2,g2=T2，”，g5=T2，取平均 值 g = 8 667 m/S;解法 B：由 gi=勺疔，g2=X：T22, g3=X（3T23，取平均值 g =8.673 m/S從數(shù)據(jù)處理方法看，在 Xi、X2、X3、

10、X4、X5、X6中，對實驗結(jié)果起作用的，解法 A 中有_ 解法 B 中有_ .因此，選擇解法_（A 或 B）更合理，這樣可以減少實驗的 _（系統(tǒng)或偶然）誤差.本實驗誤差的主要來源有_（試舉出兩條）.91+92+&3+94+g5解析：解法 A : g =5X2 XiX3 X2X4 X3X5 X4X6 X5=+ +=5X6 Xi_ 5T2所以，解法 A 中只有 xi和 X6起作用.解法 B: gx XiX5 X2X6 X33T2+ 3T2+ 3T23X4+X5+ 冷一 Xi+ X2+ X3_9T2解法 B 中 xi x2、x3、X4、x5、x6均起作用.因此，選擇解法 B 更合理，更易減小偶然誤差

11、.本題中誤差來 源很多，例如：阻力（空氣阻力，振針的阻力，限位孔的阻力，復(fù)寫 紙的阻力等），交流電頻率，長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等.答案：Xi、X6Xi、X2、X3、X4、X5、X6B偶然阻力（空氣阻 力，振針的阻力，限位孔的阻力，復(fù)寫紙的阻力等) )，交流電頻率, 長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等6. 在暗室中用如圖所示的裝置做“測定重力加速度”的實驗.實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接 水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀.具體實驗步驟如下：1在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴 滴地落下.2用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃 儀的頻率直到第

12、一次看到一串仿佛固定不動的水滴.3用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度.4采集數(shù)據(jù)進行處理.(1) 實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：_(2) 實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為 30 Hz,某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖所示， 根據(jù)數(shù)據(jù)測 得當?shù)刂亓铀俣?g=_ m/S;第 8 個水滴此時的速度v8 =_m/s 結(jié)果都保留三位有效數(shù)字) ).(3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有( (答出一條即可):若無法再做實驗，可由以上信息推知：（1）_ 相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為S.打 C 點時物體的速度大小為 _m/s 取 2 位有效數(shù)字

13、）.（3）物體的加速度大小為 _（用SA、SB、SD和 f 表示）.解析：（1）由電源頻率 f= 50 Hz 可知電源周期TQ=0.02s,所以相 鄰兩計數(shù)點的時間間隔為 T = 5X0.02s= 0.1s.（2） 打 C 點時物體的速度sD sB0.624 5 0.126 5-vC=02m/s 2.5 m/s.（3） 由紙帶上的數(shù)據(jù)知SAB=SBSA,SBC=SCSB,SCD=SDSC又因sDsBC=sBCsAB=aT=a所以 a =sD3?B+2sAf* 1 2 3.解析：( (1)當頻閃儀閃光頻率等于水滴滴落的頻率時，才能看到 空間有一串仿佛固定不動的水滴.(2)根據(jù)圖示距離可知 xi= (19.3013.43) cm = 5 87X10一* 2 3m、X2=(26.39 19.30) cm = 7.09X102m、 X3= (34.48 26.39) cm = 8.09X10單位:cm19.30- - 26.94W102m、X4= (43.67 34.48) cm= 9.1