2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）實(shí)驗(yàn)針對訓(xùn)練1測量做直線運(yùn)動物體的瞬時速度

1、 實(shí)驗(yàn)針對訓(xùn)練(一)1某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時器。(a)(b)(c)實(shí)驗(yàn)步驟如下：如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢茫罨瑝K從斜面上方由靜止開始下滑；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計(jì)時器測得光線被擋光片遮住的時間t；用s表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度如圖(b)所示，eq o(v,sup6()表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小，求出eq o(v,sup6()；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中的位置相同，令

2、滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟、；多次重復(fù)步驟；利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出eq o(v,sup6()t圖，如圖(c)所示。完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時滑塊的瞬時速度大小，則eq o(v,sup6()與vA、a和t的關(guān)系式為eq o(v,sup6()_。(2)由圖(c)可求得vA_ cm/s，a_ cm/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為v，則由速度與時間關(guān)系可知vvAat，且eq o(v,sup6()eq f(vAv,2)聯(lián)立解得：eq o(v,sup6()vAeq f(1,2)at。(2)由題圖(c)可讀出

3、vA52.1 cm/s，圖線的斜率keq f(1,2)aeq f(53.652.4,18035103) cm/s28.28 cm/s2，即a16.6 cm/s2。答案(1)vAeq f(1,2)at(2)52.116.62研究物體做勻變速直線運(yùn)動的情況可以用打點(diǎn)計(jì)時器，也可以用光電傳感器。(1)一組同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器研究勻變速直線運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器使用的交變電源的頻率是50 Hz，打點(diǎn)計(jì)時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡，以此記錄小車的運(yùn)動情況。打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期是_ s。圖甲為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中1、2、3、4為依次選中的計(jì)數(shù)點(diǎn)(各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)跡)。根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)可知，

4、打點(diǎn)計(jì)時器在打出計(jì)數(shù)點(diǎn)3時小車的速度大小為_ m/s，小車做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小為_ m/s2。甲乙(2)另一組同學(xué)用如圖乙所示裝置研究勻變速直線運(yùn)動?；瑝K放置在水平氣墊導(dǎo)軌的右側(cè)，并通過跨過定滑輪的細(xì)線與一砂桶相連，滑塊與定滑輪間的細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行?；瑝K上安裝了寬度為3.0 cm的遮光條，將滑塊由靜止釋放，先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計(jì)時器記錄了遮光條通過第一個光電門的時間為0.015 s，通過第二個光電門的時間為0.010 s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為0.250 s。則滑塊的加速度大小為_ m/s2，若忽略偶然誤差的影響，測量值與真實(shí)值相比_(選

5、填“偏大”“偏小”或“相同”)。解析(1)交變電源的頻率是50 Hz，則打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期是Teq f(1,f)0.02 s由于每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1 s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時小車的瞬時速度大小v3eq f(13.803.20,20.1)102 m/s0.53 m/s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式xaT2可以求出加速度的大小aeq f(x34x23,t2)eq f(13.807.807.803.20,0.12)102 m/s21.4 m/s2。(2)遮光條通過第一個光電門的速度為v1eq f(0

6、.030,0.015) m/s2.0 m/s遮光條通過第二個光電門的速度為v2eq f(0.030,0.010) m/s3.0 m/s則滑塊的加速度大小為aeq f(v2v1,t)eq f(32,0.25) m/s24.0 m/s2由實(shí)驗(yàn)原理可知，運(yùn)動時間為遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間，從遮光條開始遮住第一個光電門計(jì)時，則v1是eq f(t1,2)時刻的瞬時速度，v2是teq f(t2,2)時刻的瞬時速度，從v1到v2運(yùn)動的真實(shí)時間t真teq f(t2,2)eq f(t1,2)，則加速度的真實(shí)值a真eq f(v2v1,tf(t1t2,2)，將a真與a的表達(dá)式比較可知

7、，滑塊的加速度測量值與真實(shí)值相比偏小。 答案(1)0.020.531.4(2)4.0偏小3(20218省市聯(lián)考遼寧)某興趣小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量重力加速度。鐵架臺豎直放置，上端固定電磁鐵M，A、B為位置可調(diào)節(jié)的光電門，均與數(shù)字計(jì)時器N相連。實(shí)驗(yàn)步驟如下：接通M的開關(guān)，吸住小球；將A固定在小球下方某一位置，調(diào)節(jié)B的位置并固定，測出A和B之間的距離h1；斷開M的開關(guān)，小球自由下落，記錄小球從A到B的時間，重復(fù)測量3次對應(yīng)于h1的時間，平均值為t1；保持A位置不變而改變B的位置并固定，測出A和B之間的距離h2，重復(fù)測量3次對應(yīng)于h2的時間，平均值為t2。完成下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)所用器材有

8、：鐵架臺、電源、電磁鐵、光電門、數(shù)字計(jì)時器、小球和_(填入正確選項(xiàng)前的字母)。A天平B刻度尺C游標(biāo)卡尺(2)重力加速度大小可表示為g_(用h1、t1、h2、t2表示)。(3)另一組同學(xué)也利用該裝置測量重力加速度，如果實(shí)驗(yàn)過程中保持B的位置不變而改變A的位置，那么該組同學(xué)_(填“能”或“不能”)正確測得重力加速度。解析(1)實(shí)驗(yàn)需要測量A和B之間的距離，所以需要用刻度尺。因?yàn)闆]有記錄小球過光電門的時間，所以不需要測量小球直徑，故不要游標(biāo)卡尺。(2)設(shè)過A時的速度為v0，從A運(yùn)動到B，有h1v0t1eq f(1,2)gteq oal( 2,1)，h2v0t2eq f(1,2)gteq oal( 2,2)，解得geq f(2,t1t2)eq blc(rc)(