2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練4研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練4探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)1．某人用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)．安裝調(diào)整好試驗(yàn)器材后，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比較清楚的紙帶，從便于測(cè)量的點(diǎn)起先，取幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中a、b、c、d、e點(diǎn)．測(cè)出x1、x2、x3、x4.結(jié)合上述試驗(yàn)步驟，請(qǐng)你接著完成下列任務(wù)：(1)(多選)試驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，必需運(yùn)用的有________(填選項(xiàng)前字母)．A．電壓合適的50Hz溝通電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重錘G．彈簧測(cè)力計(jì)(2)(多選)試驗(yàn)操作中，下列選項(xiàng)合理的是()A．先通電，后釋放小車B．先釋放小車，后通電C．本試驗(yàn)須要墊高長(zhǎng)木板一端以平衡摩擦力D．本試驗(yàn)不須要墊高長(zhǎng)木板一端以平衡摩擦力(3)假如小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是________，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用溝通電源頻率為50Hz，刻度尺測(cè)得相鄰各點(diǎn)間的距離為x1＝3.62cm，x2＝4.75cm，x3＝5.88cm，x4＝7.01cm，小車的加速度是______________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(4)假如實(shí)際電源頻率低于50Hz，則加速度的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際________(選填“偏大”“不影響”或“偏小”)．解析：(1)本試驗(yàn)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，那么就應(yīng)當(dāng)配備溝通電源，這樣才可以在紙帶上周期性地打點(diǎn)，又因?yàn)橐獪y(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離，所以還會(huì)用到測(cè)量工具即刻度尺．(2)為了充分合理利用紙帶，應(yīng)當(dāng)先打開(kāi)電源，然后再釋放小車，因?yàn)楸驹囼?yàn)是探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)，只要運(yùn)動(dòng)中加速度恒定即可，所以沒(méi)有必要平衡摩擦力．(3)由于小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差是恒定的，由Δx＝at2得x2－x1＝x3－x2，小車的加速度a＝eq\f(x4＋x3－x2－x1,4T2)，代入數(shù)據(jù)可得a＝1.13m/s2.(4)假如實(shí)際電源頻率低于50Hz，則周期偏大，計(jì)算時(shí)還用0.02s，計(jì)算用的周期偏小，由a＝eq\f(Δx,t2)，得測(cè)得的加速度偏大.答案：(1)AD(2)AD(3)x2－x1＝x1－x21.13(4)偏大2．(2024·煙臺(tái)期中)如圖所示為某試驗(yàn)小組探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)所得的一條紙帶，已知所用電源的頻率為50Hz，紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)為每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則可知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔Δt＝________s，若測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)0和1之間的距離為1.20cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)5、6之間的距離為4.70cm，則可求得加速度a＝______m/s2.解析：相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt＝5×0.02s＝0.10s．依據(jù)Δx＝aT2可解得a＝eq\f(x56－x01,5T2)＝eq\f(（4.70－1.20）×10－2,5×0.12)m/s2＝0.70m/s2.答案：0.100.703．某同學(xué)利用圖示裝置探討小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．(1)試驗(yàn)中，必要的措施是________．A．細(xì)線必需與長(zhǎng)木板平行B．先接通電源再釋放小車C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D．平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力(2)他試驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的溝通電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫(huà)出)．s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm.則小車的加速度a＝________m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù))，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝________m/s(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探討小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為順當(dāng)完成試驗(yàn)，保證明驗(yàn)效果，細(xì)線與長(zhǎng)木板要平行，否則，小車受力會(huì)發(fā)生改變，選項(xiàng)A正確；為打的點(diǎn)盡量多些，需先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)B正確；本題中只要保證小車做勻變速運(yùn)動(dòng)即可，無(wú)需保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，小車與長(zhǎng)木板間可以有不變的摩擦力，無(wú)需平衡摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知加速度a＝eq\f(s4＋s5＋s6－s1－s2－s3,9T2)＝0.80m/s2打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝0.40m/s.答案：(1)AB(2)0.800.404．(2024·贛州模擬)某試驗(yàn)小組采納如圖甲所示的試驗(yàn)裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.圖乙是試驗(yàn)中得到的一條較志向的紙帶，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s.甲乙丙通過(guò)計(jì)算已經(jīng)得出了打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，通過(guò)描點(diǎn)連線得到了如圖丙所示的圖象．試分析下列問(wèn)題：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vE＝________m/s(保留三位有效數(shù)字)．(2)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)的速度為vA＝________m/s(保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知，vE＝eq\f(xDE＋xEF,2T)＝eq\f(（5.99＋6.80）×10－2,2×0.10)m/s＝0.640m/s.(2)在v-t圖象中，圖線的斜率表示加速度的大小，則a＝eq\f(0.56－0.40,0.30－0.10)m/s2＝0.80m/s2.(3)依據(jù)速度公式vE＝vA＋at，解得vA＝vE－at＝0.640m/s－0.80×0.4m/s＝0.320m/s.答案：(1)0.640(2)0.80(3)0.3205．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某探究小組為了探討小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間．試驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示．試驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車．在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置．(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)圖(a)圖(b)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(選填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的．(2)該小組同學(xué)依據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)推斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)．小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為_(kāi)_________m/s，加速度大小為_(kāi)___________m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦力的作用，速度漸漸減小，滴水計(jì)時(shí)器滴下水滴的間距漸漸變小，因此小車從右向左運(yùn)動(dòng)．(2)滴水的時(shí)間間隔T＝eq\f(30,45)s≈0.67s，小車運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)＝eq\f(（117＋133）×0.001,2×0.67)m/s≈0.19m/s.依據(jù)逐差法，共有5組數(shù)據(jù)，舍去中間的一組數(shù)據(jù)，則加速度a＝eq\f(x4＋x5－x1－x2,6T2)＝eq\f(（100＋83－150－133）×0.001,6×0.672)m/s2≈－0.037m/s2.因此加速度的大小為0.037m/s2.答案：(1)從右向左(2)0.190.0376．(2024·大連模擬)某探究小組為了測(cè)定重力加速度，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的試驗(yàn)裝置，“工”形擋光片懸掛于光電門的正上方，釋放擋光片后，“工”形擋光片豎直下落，它的兩臂A、B依次通過(guò)光電門，光電計(jì)時(shí)器記錄A、B分別通過(guò)光電門的時(shí)間．甲乙(1)用圖乙游標(biāo)卡尺測(cè)量“工”形擋光片的兩臂A、B的寬度d1和d2，某次用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量A的寬度d1時(shí)如圖乙所示，則臂A的寬度d1為_(kāi)_______mm.(2)若計(jì)時(shí)器顯示臂A、B通過(guò)光電門的時(shí)間分別為t1和t2，則臂A、B通過(guò)光電門的速度表達(dá)式分別為_(kāi)_______，________．(3)若測(cè)得臂A、B之間的距離為L(zhǎng)(L遠(yuǎn)大于d1、d2)，用以上測(cè)量量表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式為g＝______________________.解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為3mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×7mm＝0.35mm，則最終讀數(shù)為3.35mm.(2)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小，可知臂A通過(guò)光電門的速度vA＝eq\f(d1,t1)，同理vB＝eq\f(d2,t2).(3)依據(jù)速度位移公式得，veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)＝2gL，解得g＝eq\f(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A),2L)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,t2)))\s\up12(2)－\b\lc\(