（浙江專用）高考物理大一輪總復習 第一章 第4課時 實驗 研究勻變速直線運動知能達標訓練

第4課時實驗:研究勻變速直線運動1.在“研究勻變速直線運動”的實驗中,使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50Hz)得到如圖所示的紙帶.圖中的點為計數點,相鄰兩計數點間還有四個點未畫出來,下列表述正確的是(C)A.實驗時應先放開紙帶再接通電源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.由紙帶可求出計數點B對應的速率D.相鄰兩個計數點間的時間間隔為0.02s解析:在“研究勻變速直線運動”的實驗中,實驗時應先接通電源再放開紙帶,選項A錯誤.根據相等的時間間隔內通過的位移有xm-xn=(m-n)aT2,可知(x6-x1)等于(x2-x1)的5倍,選項B錯誤.根據B點為A與C的中間時刻點有vB=xAC2.(寧波模擬)如圖(甲)所示為用打點計時器記錄小車運動情況的裝置,開始時小車在水平玻璃板上勻速運動,后來在薄布面上做勻減速運動,所打出的紙帶如圖(乙)所示(附有刻度尺),紙帶上相鄰兩點對應的時間間隔為0.02s.從紙帶上記錄的點跡情況可知,A、E兩點跡之間的距離為cm,小車在玻璃板上做勻速運動的速度大小為m/s;小車在布面上運動的加速度大小為m/s2.

解析:A、E兩點的刻度分別為xA=13.20cm,xE=6.00cm,AE=xA-xE=7.20cm(7.19～7.21均可),勻速運動的速度為v=AE4T=0.90m/s(0.89～0.91均可).F點以后做減速運動,相鄰T內的位移差為Δx=0.2cm,由Δx=aT2得:a=ΔxT2=0.2×1答案:見解析3.如圖所示,將打點計時器固定在鐵架臺上,使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以測定重力加速度.(1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需(填字母代號)中的器材.

A.直流電源、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺C.交流電源、天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺(2)通過作圖象的方法可以排除偶然誤差較大的數據,提高實驗的準確程度.為使圖線的斜率等于重力加速度,除作vt圖象外,還可作圖象,其縱軸表示的是,橫軸表示的是.

解析:(1)打點計時器需接交流電源.重力加速度與物體的質量無關,所以不需要天平和砝碼.計算速度需要測相鄰計數點間的距離,需要刻度尺,故選D.(2)由公式v2=2gh,知繪出v22答案:(1)D(2)v224.實驗中,如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點,相鄰計數點間的時間間隔T=0.1s.(1)根據紙帶可判定小車做運動.

(2)根據紙帶計算各點瞬時速度:vD=m/s,vC=m/s,vB=m/s.在如圖所示坐標中作出小車的vt圖線,并根據圖線求出a=.

(3)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度是m/s,此速度的物理意義是.

解析:(1)根據紙帶提供的數據可知xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=12.60cm,故小車做勻加速直線運動.(2)根據vt2=vD=(105.60vC=(60.30vB=27.60×描點連線得如圖所示vt圖線,根據圖線斜率知a=12.60m/s2.(3)由圖知交點的速度約為0.12m/s,表示零時刻小車經過A點的速度.答案:(1)勻加速直線(2)3.902.641.3812.60m/s2(3)0.12表示零時刻小車經過A點的速度5.圖(甲)是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數點,加速度大小用a表示.①OD間的距離為cm.

②圖(乙)是根據實驗數據繪出的st2圖線(s為各計數點至同一起點的距離),斜率表示,其大小為m/s2.

(保留三位有效數字)解析:①(2.20-1.00)cm=1.20cm;②由s=12at2得st2圖線的斜率表示12即加速度的一半,12a=(2.解得:a≈0.933m/s2.答案:①1.20②加速度的一半0.9336.(年廣東理綜)研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角θ可調.打點計時器的工作頻率為50Hz,紙帶上計數點的間距如圖(b)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(b)中標出的相鄰兩計數點的時間間隔T=s.

③計數點5對應的瞬時速度大小計算式為v5=.

④為了充分利用記錄數據,減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=.

解析:①正確的實驗步驟是DCBA.②相鄰兩個計數點間的時間間隔T=5×150③根據勻變速直線運動一段位移內的中間時刻的瞬時速度等于這段位移內的平均速度,得計數點5對應的瞬時速度大小v5=s4④用逐差法求小車的加速度a=(s答案:①DCBA②0.1③s4④(7.(年浙江理綜)如圖所示,裝置甲中掛有小桶的細線繞過定滑輪,固定在小車上;裝置乙中橡皮筋的一端固定在導軌的左端,另一端系在小車上.一同學用裝置甲和乙分別進行實驗,經正確操作獲得兩條紙帶①和②,紙帶上的a、b、c…均為打點計時器打出的點.(1)任選一條紙帶讀出b、c兩點間的距離為;

(2)任選一條紙帶求出c、e兩點間的平均速度大小為,紙帶①和②上c、e兩點間的平均速度v①

v②(填“大于”“等于”或“小于”(3)圖中(填選項).

A.兩條紙帶均為用裝置甲實驗所得B.兩條紙帶均為用裝置乙實驗所得C.紙帶①為用裝置甲實驗所得,紙帶②為用裝置乙實驗所得D.紙帶①為用裝置乙實驗所得,紙帶②為用裝置甲實驗所得解析:(1)由紙帶①可讀出b、c間距為2.10cm,由紙帶②讀出b、c間距為2.40cm(±0.05cm,有效數字位數要正確).(2)由v=xt,知t=0.04s,xce=4.52cm(紙帶①)或xce=5.00cm(紙帶②),代入數據得,vce=1.13m/s(紙帶①)或1.25m/s(紙帶②),v①(3)由紙帶①各點間距分析可知,小車做勻加速運動,從紙帶②各點間距來看,小車開始做加速運動,一段距離后做勻速運動,故可知紙帶①是用裝置甲實驗所得,紙帶②是用裝置乙實驗所得,選C.答案:(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm,有效數字位數要正確)(2)1.13m/s或1.25m/s(±0.05m/s,有效數字位數不作要求)小于(3)C8.(珠海市摸底考試)某同學在做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗時,得到一條點跡清晰的紙帶如圖,在紙帶上依次選出7個計數點,分別標以O、A、B、C、D、E和F,每相鄰的兩個計數點間還有四個點未畫出,打點計時器所用電源的頻率是50Hz.(1)如果測得C、D兩點間距x4=2.70cm,D、E兩點間距x5=2.90cm,則據此數據計算在打D點時小車的速度公式為,小車的速度值vD=m/s.(保留3位有效數字)

(2)該同學分別算出其他速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vC=0.258m/s,vE=0.300m/s,請將實驗數據填入表格中,并在坐標系中作出小車運動的vt圖像,設O點為計時起點.時間t/s速度v/m·s-1(3)由所作vt圖像判斷,小車所做的運動為.

解析:(1)在打D點時小車的速度公式為vD=x4+x52答案:(1)vD=x4(2)時間t/s0.10.20.30.40.5速度v/m·s-10.2200.2410.2580.2800.300(3)勻加速直線運動9.(杭州市一模)如圖所示為“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中某時刻的照片,(1)按照實驗要求應該()A.先釋放小車,再接通電源B.先接通電源,再釋放小車C.同時釋放小車和接通電源(2)本實驗必須()A.要平衡摩擦力B.要求懸掛物的質量遠小于小車的質量C.上述兩項要求都不需要(3)如圖為在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中得到的紙帶,從中確定五個計數點,量得:d1=8.00cm,d2=17.99cm,d3=30.00cm,d4=44.01cm.每相鄰兩個計數點間的時間間隔是0.1s.則打C點時小車的速度vC=m/s,小車的加速度a=m/s2.(結果保留2位有效數字)

解析:(1)打點計時