2019版高中物理 第三章 匀变速直线运动的研究 第2节 匀变速直线运动的实验探究试题 鲁科版.doc

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1、1第第 2 2 节节 匀变速直线运动的实验探究匀变速直线运动的实验探究1.(2017山东菏泽高一检测)(多选)打点计时器在纸带上的点迹,直接记录了( AB ) A.物体运动的时间 B.物体在不同时刻的位置 C.物体在不同时间内的位移 D.物体在不同时刻的速度 解析:当电源频率为 50 Hz 时,电火花计时器和电磁打点计时器都是每隔 0.02 s 在纸带上打 一个点,因此,根据打在纸带上的点迹,可直接反映物体的运动时间,选项 A 正确;因为纸带跟 运动物体连在一起,打点计时器固定,所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的 位置,选项 B 正确;虽然用刻度尺量出各点迹间的间隔,可知道物体在不

2、同时间内的位移,再 根据物体的运动性质可算出物体在不同时刻的速度,但这些量不是纸带上的点迹直接记录的,选 项 C,D 错误. 2.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为 50 Hz), 得到如图所示的纸带.图中的点为计数点.相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正 确的是( C )A.实验时应先放开纸带再接通电源 B.(s6-s1)等于(s2-s1)的 6 倍 C.由纸带可求出计数点 B 对应的速率 D.相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02 s 解析:因为 s2-s1=s,s3-s2=s,s6-s5=s,因此 s6-s1=5s,即选项 B 错误;而两相邻计

3、 数点之间时间间隔为 0.1 s,即选项 D 错误;实验时先接通电源再放开纸带,即选项 A 错误;vB=,选项 C 正确.3.(2017长治高一检测)利用打点计时器测定物体的匀变速直线运动的加速度时,在纸带上 打出一系列的点.设相邻的计数点之间的距离分别为 s1,s2,s3,s4,s5,s6,相邻的计数点之间 的时间间隔为 T,则下列关系式中误差最小的是( D )A.a=B.a=C.a=D.a=2解析:逐差法的优点是考虑到每一个数据,应用时也是均等的,每个数据用且只用一次.选项 D 正确. 4.如图所示是电火花打点计时器的示意图.电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,工作 时使用 (选填“交流

4、”或“直流”)电源,当电源的频率是 50 Hz 时,每隔 s 打一次点,其工作时的基本步骤如下: A.当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电火花计时器 B.将电火花打点计时器插头插入相应的电源插座 C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器 D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是 .(按顺序填写步骤编号) 解析:电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用交流电源.电磁打点计时器工作 电压为 46 V,电火花打点计时器工作电压为 220 V,当电源的频率是 50 Hz 时,每隔 0.02 s 打一次点.实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行,上述步骤正确的顺序

5、是CBDA. 答案:交流 0.02 CBDA 5.(2017辽宁省庄河市高一月考)某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打 出的纸带如图所示,每两点之间还有四个点没有画出,图中上面的数字为相邻两点间的距离, 打点计时器的电源频率为 50 Hz.(结果保留三位有效数字)(1)打 4 号计数点时纸带的速度 v4= . (2)06 点间的加速度大小为 a= . 解析:(1)因为每两点之间还有四个点没有画出,所以 T=0.1 s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,v4= m/s1.20 m/s. (2)设 0 到 1 之间的距离为 x1,1 到 2 之间的距离为 x2,

6、2 到 3 之间的距离为 x3,3 到 4 之间的 距离为 x4,4 到 5 之间的距离为 x5,5 到 6 之间的距离为 x6,根据匀变速直线运动的推论公式 x=aT2可以求出加速度的大小,得 x4-x1=3a1T2,x5-x2=3a2T2,x6-x3=3a3T2,为了更加准确地求 解加速度,我们对三个加速度取平均值.得 a= (a1+a2+a3)即小车运动的加速度为 a= m/s21.98 m/s2.3答案:(1)1.20 m/s (2)1.98 m/s2 6.(2017江西省玉山县第一中学高一月考)如图为接在 50 Hz 低压交流电源上的打点计时 器在纸带做匀加速直线运动时打出纸带的一部

7、分,图中所示的是每打 5 个点所取的计数点, 但第 3 个计数点没有画出.由图数据可求得:(1)该物体的加速度为 m/s2. (2)第 3 个计数点与第 2 个计数点的距离约为 cm. (3)打第 2 个计数点时该物体的速度为 m/s. (4)如果当时电网中交变电流的频率是 f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测 量值与实际值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”). 解析:(1)每打 5 个点选取计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔 T=0.1 s,根据匀变速直 线运动的推论公式 x=aT2可以求出加速度的大小,得 x45-x12=3aT2,解得 a= m/s2=0.74 m/

8、s2.(2)第 3 个计数点与第 2 个计数点的距离 x23=x12+aT2=0.036 2 m+0.740.01 m=0.043 6 m=4.36 cm.(3)打第 2 个点时的瞬时速度等于打 1,3 之间的平均速度,因此有 v2= m/s=0.399 m/s. (4)如果当时电网中交变电流的频率是 f=51 Hz,而做实验的同学并不知道,则打点的时间间 隔变小,打出的两点间距偏小,而 T 还用 0.02 s 来计算,根据 x=aT2可知加速度的测量值 与实际值相比偏小. 答案:(1)0.74 (2)4.36 (3)0.399 (4)偏小 7.(2016福州高一检测)在做“测定匀变速直线运动

9、的加速度”实验时打出的纸带如图(甲)所 示,每两计数点之间还有四个打印点没有画出来,打点计时器的电源频率为 50 Hz.下面是两 位同学采用不同的方法求加速度:4(1)甲同学测得 s1=1.40 cm,s2=3.55 cm,s3=6.45 cm,s4=10.15 cm,s5= 14.55 cm,s6=19.70 cm.然后他利用逐差法求加速度用的表达式为 (两个相邻计数点间的时间间隔可以用 T 表示),计算求得 a=m/s2(保留三位有效数字). (2)乙同学在另一条纸带上用同样的方法做好标记后,计算出打点计时器打出点 B,C,D,E,F 时小车的速度,则其中在计算 B 点速度时可用表达式 (

10、两个计数点间的时间间隔 可以用 T 表示).然后他在坐标纸上描出如图(乙)所示的点,请根据这些点在图(乙)中作出速 度-时间图象,并求出小车的加速度为 m/s2(保留两位有效数字). 解析:(1)根据匀变速直线运动的推论公式 s=aT2得(s4-s3)-s1=3a1T2 (s5-s4)-(s2-s1)=3a2T2 (s6-s5)-(s3-s2)=3a3T2 为了更加准确地求解加速度,对三个加速度取平均值得a= (a1+a2+a3)即小车运动的加速度计算表达式为 a=代入数据得 a=0.756 m/s2.(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,B 点的速度 vB=连接图(

11、乙)上的各点(舍弃误差比较大的 t=0.4 s 时刻的点),得到一条直线如图,直线的斜率 k=a则 t=0.5 s 时刻的速度是 0.78 m/s,t=0 时刻的速度是 0.18 m/s,小车的加速度 a= m/s2=1.2 m/s2.答案:(1) 0.756 (2) 1.28.(2017宁夏石嘴山市高一月考)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为 3.0 cm 的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字 毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 t1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为 t2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 t=3.0 s.试估算,滑块的加速度 a= m/s2,两个光电门之间的距离是 m. 5解析:根据题意,遮光板通过单个光电门的短暂时间里把滑块的运动看成匀速运动,则滑块经 过第一个光电门的速度v1= m/s=0.1 m/s滑块经过第二个光电门的速度v2= m/s=0.3 m/s所以滑块在两个光电门间的加速度a= m/s2= m/s20.067 m/s2.因为滑块做匀加速直线运动,故在 3 s 的时间里的平均速度= m/s=0.2 m/s所以两个光电门间的距离 s= t=0.23 m=0.6 m. 答案:0.067 0.6