高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)精練（含解析）試題

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1.[2019河南洛陽(yáng)檢測(cè)]在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如表所示:計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s)0.100.200.300.400.500.60小車通過各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度,合理的方法是()A.根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度利用公式a=ΔvB.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,測(cè)量出其與t軸的夾角α,由a=tanαm/s2求出加速度C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間,利用公式a=ΔvD.依次算出小車通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度,算出平均值作為小車的加速度2.[2020四川成都入學(xué)檢測(cè),6分]小華同學(xué)在做“研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的過程中,所使用的交流電源頻率為50Hz,取下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)的一段紙帶進(jìn)行研究,如圖所示.O點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)的起點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)(圖中未畫出),請(qǐng)回答下面的問題.(1)他因粗心而忘記測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)1與起始點(diǎn)O間的距離,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)推出s1的長(zhǎng)度,s1=cm.

(2)當(dāng)打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的瞬時(shí)速度v3=m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

3.[2020廣東六校聯(lián)考,8分]在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶,并取其中的A、B、C、D、E、F、G七個(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究,這七個(gè)點(diǎn)和刻度尺標(biāo)度的對(duì)照情況如圖所示.(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz)(1)由圖可知,A、B兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是s,A點(diǎn)到D點(diǎn)的距離是cm,D點(diǎn)到G點(diǎn)的距離是cm.

(2)通過測(cè)量不難發(fā)現(xiàn),(xBC-xAB)與(xCD-xBC)、(xDE-xCD)、…基本相等.這表明,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍之內(nèi),拖動(dòng)紙帶的小車做的是運(yùn)動(dòng).

(3)經(jīng)過合理的數(shù)據(jù)處理后,可以求得加速度大小a=m/s2.(保留3位有效數(shù)字)

(4)還可以求出,打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小vB=m/s.(保留3位有效數(shù)字)4.[2020河南鶴壁高級(jí)中學(xué)檢測(cè),6分]學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)小組使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度大小.實(shí)驗(yàn)時(shí),他們先測(cè)量分液漏斗下端到水桶底部的距離s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,調(diào)整閥門使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時(shí),下一滴水剛好從漏斗的下端滴落;用秒表測(cè)量第1個(gè)水滴從漏斗的下端滴落至第n個(gè)水滴落到桶底所用的時(shí)間t.(1)重力加速度大小可表示為g=(用s、n、t表示);

(2)如果某次實(shí)驗(yàn)中,s=0.90m,n=30,t=13.0s,則測(cè)得的重力加速度大小g=m/s2;(保留2位有效數(shù)字)

(3)寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:.

5.[2019安徽合肥高三調(diào)研檢測(cè),8分]某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示的裝置測(cè)定重力加速度.小鋼球從固定擋板A位置開始自由下落,測(cè)出小鋼球通過光電門B的時(shí)間為Δt,A、B間的距離為h(h遠(yuǎn)大于小鋼球的直徑d).(1)先用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑d,讀數(shù)如圖乙所示,鋼球直徑d=cm.

(2)小鋼球通過光電門B時(shí)的速度vB=;測(cè)定重力加速度的表達(dá)式為g=.(用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量符號(hào)表示)

(3)為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,可以(寫出減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的一種方法).

6.[創(chuàng)新題,5分]某同學(xué)用如圖甲所示裝置測(cè)量小物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度,將曲面固定在水平桌面上,把光電門固定在桌面上的O點(diǎn),當(dāng)光電門有物體通過時(shí),與之連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)能夠顯示擋光時(shí)間.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量A板的寬度如圖乙所示,其讀數(shù)為mm;用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量B板的寬度如圖丙所示,其讀數(shù)為mm,若實(shí)驗(yàn)中沒有現(xiàn)成的遮光條,應(yīng)選用(選填“A”或“B”)板為遮光條更好.

(2)將帶有遮光條的小物塊由曲面的頂端無(wú)初速度釋放,經(jīng)過一段時(shí)間小物塊停在桌面上的P點(diǎn).為了完成本實(shí)驗(yàn),除了測(cè)量遮光條的寬度d,還需要測(cè)量光電門到P點(diǎn)的距離s,讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t,得小物塊從O到P做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小的表達(dá)式a=.(用測(cè)量的物理量d、t、s表示)

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1.C方法A和D的偶然誤差都較大,只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出對(duì)應(yīng)的v-t圖象,才可以充分利用各次測(cè)量的數(shù)據(jù),減小偶然誤差.在物理圖象中,兩坐標(biāo)軸的分度值往往是不相等的,根據(jù)同一組數(shù)據(jù),可以畫出許多與t軸成不同夾角的直線,可見方法B錯(cuò)誤.正確的方法是根據(jù)圖象找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值,然后利用公式a=ΔvΔt算出加速度2.(1)4.00(2分)(2)0.65(2分)1.0(2分)解析:(1)由題圖可得出2、3兩點(diǎn)間的距離為s3=6.00cm,假設(shè)小車在連續(xù)相等的T=0.1s內(nèi)的位移之差是Δx,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論——物體在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差相等,可知1、2間的距離s2=s3-Δx,O、1間的距離s1=s2-Δx=s3-2Δx,又s1+s2=9.00cm,解得Δx=1.00cm,所以s1=4.00cm.(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度,可知v3=x242T,代入數(shù)據(jù)解得v3=0.65m/s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有Δx=aT2,可以求出加速度a=1.【方法歸納】處理紙帶數(shù)據(jù)的方法:根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的正弦交變電流的頻率確定打點(diǎn)周期和相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度得出打某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.3.(1)0.10(寫0.1也給分)(1分)4.17(4.15~4.19均可)(1分)6.43(6.41~6.45均可)(1分)(2)勻加速直線(勻變速直線也對(duì))(1分)(3)0.251(0.247~0.256均可)(2分)(4)0.125(0.123~0.127均可)(2分)解析:(1)電源頻率為50Hz,相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s,因每5個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為5×0.02s=0.10s;直接由毫米刻度尺可讀出A、D間距為4.17cm,A、G間距為10.60cm,則D、G間距為10.60cm-4.17cm=6.43cm.(2)在誤差允許的范圍內(nèi),連續(xù)相鄰相等時(shí)間T=0.1s內(nèi)的位移差Δx相等,由Δx=aT2可得加速度a恒定,表示該運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距越來越大,故是勻加速直線運(yùn)動(dòng).(3)由逐差法可求得a=xDG-xAD(3T)2=(4)B點(diǎn)是AC段的中間時(shí)刻,其瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度,vB=xAC2T=2.50×104.(1)2n2st2(2分)(2)9.解析:(1)根據(jù)題述,水滴下落時(shí)間T=tn,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有,s=12gT2,解得g=(2)將s=0.90m,n=30,t=13.0s,代入g=2n2st2,得重力加速度大小g=(3)“適當(dāng)增大n”可以提高時(shí)間T測(cè)量的準(zhǔn)確程度;“多次測(cè)量取平均值”可以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度.5.(1)0.855(1分)(2)dΔt(2分)d22?(Δ解析:(1)鋼球直徑d=0.8cm+0.05mm×11=0.855cm.(2)小鋼球通過光電門B時(shí)的速度vB=dΔt;根據(jù)vB2=2hg,解得重力加速度的表達(dá)式g=vB22?=【關(guān)鍵點(diǎn)撥】(1)掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法,主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù),不需估讀.(2)利用小鋼球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出重力加速度.6.(1)4.798(4.796~4.799)(1分)18.80(1分)A(1分)(2)d2解析:(1)螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×29.8mm=0.298mm,所以最終讀數(shù)為4.5mm+0.298mm=4.798mm;游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為18mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×16mm=0.80mm,所以最終讀數(shù)為18mm+0.80mm=18.8