1、1第 1 节 实验：探究小车速度随时间变化的规律1（2018江西省瑞金三中）关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是A电磁打点计时器使用的是 6 V 以下的直流电源B在测量物体速度时，先让物体运动，后接通电源C使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越短D同一纸带上打的点越密，说明物体运动得越快【答案】C【点睛】对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度。2（2018河北省涞水波峰中学）图为同一打点计时器打出的 4 条纸带，其中平均速度最大的是（打点时间间隔均相同）A BC D【答案】A【解析】由于打点计时器打点的时间间隔相等，在打下相同个
2、数点的过程中，所用的时间相同，而纸带 A 的位移最大，所以纸带 A 的平均速度最大，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。3（2018云南省曲靖市麒麟高中）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取 A、 B、 C、 D 四个计数点，测得 AB、 AC、 AD 的距离分别为 x1、 x2、 x3，如图所示，每两个相邻计数点的时间间隔为 T，则小车的加速度为A B2C D【答案】A4某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，
3、滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的 6 个水滴的位置。（已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴）（1）由图（b）可知，小车在桌面上是_（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中 A 点位置时的速度大小为_m/s，加速度大小为_m/s 2。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037【解析】（1）小车在阻力的作用下，做减速运动，由图（b）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的；（2）已知滴水计时器每 30 s 内共滴下
4、 46 个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为：30s45t，所以 A 点位置的速度为：0.17.3m/s0.19/s2Avt，根据逐差法可求加速度：212()()6()xxat，解得 a=0.037 m/s2。3【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46 滴水有 45 个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。5（2018天津市河西区）某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带如下图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明 A，第六个点下标明 B，第十一个点下标明 C，第十六个点下标明 D
5、，第二十一个点下标明 E。测量时发现 B 点已模糊不清，他只测得 AC 长为 ， CD 长为 ， DE 长为 。（1）为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数_（填字母序号）。A偏少 B偏多 C合适（2）若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：小车的加速度a=_m/s2， A 点时小车的瞬时速度 _ 。（计算结果保留三位有效数字）【答案】（1）A （2）2.58 0.470，代入数据解得： ，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，得： ，根据匀变速直线运动速度时间公式得： ，解得： 。【点睛】根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的
6、大小，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，可以求出打纸带上 C 点时小车的瞬时速度大小，再根据求出 A 点的瞬时速度大小。6（2018山东省青州市）探究匀变速运动规律时，老师取出一条点迹清晰的实验纸带，按照打点顺序，以开始运动时刻为起点，每 5 个剪下来一条短纸带，然后把纸带下端对齐，依次摆放在 x 轴上，如图所示，已知打点计时器使用交流电源的频率是 50 Hz，4（1）每条纸带对应的运动过程对应的时间间隔为 t=_s；（2）运动开始后 t=0.05 s 时刻，小车的瞬时速度为 v=_m/s（计算结果保留两位有效数字）；（3）结合坐标中的数据信息，可得小车加速度大小是_
7、（计算结果保留两位有效数字）。【答案】（1）0.1 （2）2.1 （3）0.13【点睛】此题中处理纸带的方法中，纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比。7某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t；用 s 表示挡光片沿运动方
8、向的长度，如图（b）所示， v表示滑块在挡光片遮住光线的 t 时间内的5平均速度大小，求出 v；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；多次重复步骤；利用实验中得到的数据作出 vt 图，如图（c）所示。完成下列填空：（1）用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 v 与 vA、 a 和 t 的关系式为 =_。（2）由图（c）可求得， vA=_cm/s， a=_cm/s2。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）12t（2）52.1 16.6（15.816.8）【名师点睛】此题主要考查学生对匀变
9、速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。8某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。（1）实验中必要的措施是_。A细线必须与长木板平行 B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量 D平衡小车与长木板间的摩擦力6（2）他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出）。 s1=3.59 cm， s2=4.41 cm， s3=5.19 cm， s4=5.97 cm， s5=6.78 cm， s6=7.64 cm。则
10、小车的加速度 a=_m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB=_m/s。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）AB （2）0.80 0.409某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为 50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有 4 个点未画出）。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：（1）在打点计
11、时器打出 B 点时，物块的速度大小为_m/s。在打出 D 点时，物块的速度大小为_m/s；（保留两位有效数字）（2）物块的加速度大小为_m/s 2。（保留两位有效数字）【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.0【名师点睛】根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上小车的瞬时速度大小，然后用速度公式求加速度即可。7图 110如图 1 所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成测定木块运动加速度 a （1）图 2 中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在。照片 A（电键一侧连蓄电池） 照片 B 木
12、块释放位置图 2（2）如图 3 所示为从实验中得到的一条认为最能反映木块匀变速运动纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有 4 个打点未画出，从纸带上测得 x1=3.20 cm、 x2=4.52 cm 、 x5=8.42 cm、 x6=9.70 cm，则木块的加速度大小 a=_。（保留两位有效数字） 12 5x6x图 3（3）下列哪些措施能有助于减小实验的误差_。A选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源B选用输出电压变化周期更稳定的交流电源C调节滑轮高度，使拉线与长木板平行D实验中满足砝码盘和砝码的总质量为 m远小于木块的质量 ME实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力【答案
13、】（1）照片 A：实验有错误之处，选用蓄电池作为电源。 照片 B：实验有不合理之处，木块起始点离打点计时器过远。 （2） 21.3s （3）BC811（2018福建省漳州市）某小组研究匀变速直线运动规律，实验装置如图甲所示。测量木块在水平木板上运动的加速度 a。实验中打出的一条纸带如图乙所示。从某个清晰的点 O 开始，每 5 个打点取一个计数点，依次标出 1、2、3，量出 1、2、3点到 O 点的距离分别为 ，从 O 点开始计时，1、2、3点对应时刻分别为 ，求得 ， ， 。作出 图象如图丙所示。图线的斜率为 k，截距为 b。则木块的加速度 a=_； b 的物理意义是_。【答案】2 k O 点
14、的瞬时速度【解析】图线纵轴截距是 0 时刻对应的速度，即表示 O 点的瞬时速度。各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度，以平均速度 ，为纵坐标，相应的运动时间 t 的一半为横坐标，即 的图象的斜率表示加速度 a， 图象的斜率的 2 倍表示加速度，即 a=2k。12实验题。（1）关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是_。A电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源9B它们每隔 0.02 s 打一个点C它们的工作电压均为 220 V 的交流电源D使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源（2）如图 1 所示是电火花计时器的示意图，其工作时的基本步骤如下：A当纸带完
15、全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器B接通开关，听到放电声，拖动纸带运动C将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器D将电火花计时器插头插入相应的电源插座上述步骤正确的顺序是_。（按顺序填写步骤编号）（3）打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下如图 2 甲所示。若工作电源的频率为 50 Hz，纸带上打点如图 2 乙所示，则打点计时器打 A 点时小车的速度vA=_m/s，若小车做匀变速直线运动，该运动过程的加速度 a=_m/s2。（4）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最合理的方法是_。A根据任意两计数点的速度用公式vat
16、算出加速度 B根据实验数据画出 vt 图象，量取其倾角 ，由公式 a=tan 求出加速度C根据实验数据画出 vt 图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式vat算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度【答案】（1）B （2）DCBA （3）0.55 5 （4）C【解析】（1）电火花计时器是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流 6 V 以下，当电源的频率为 50 Hz 时，它每隔 0.02 s 打一次点，故 AC 错误，B 正确；使用它们计时时，必须先接通电源，再拉动纸带，故 D 错误。（2）实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进
17、行：先将电火花计时器插头插入相应的电源插10座，再将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器，然后接通开关，听到放电声，拖动纸带运动，最后当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时，上述步骤正确的顺序是 DCBA。（3）小车做匀加速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故 vA=1.20cm/s =55 cm/s=0.55 m/s；根据推论公式 2xaT，有2220.1=m/s5/x。【名师点评】对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用；明确纸带处理中瞬时速度和加速度的求解方法，掌握电火花打点计时器与电磁打点计时器
18、的区别与联系；还考查实验数据处理的方法，在实验中处理数据的方法较多，而图象法往往是一种比较准确的解题方法。13在研究匀变速直线运动中，某同学用一端装有定滑轮的长木板，小车、打点计时器（频率为 50 Hz）、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用钩码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出）（1）某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是_（填写字母）。A将打点计时器固定在平板上，并接好电路B将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C适当抬高长木板的右端，使不挂钩码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动D把一条细绳拴在小车上，细绳跨
19、过定滑轮，下面吊着适当重的钩码E将小车移至靠近打点计时器处F放开纸带，再接通电源11（2）用毫米刻度尺测量得图乙中各计数点的距离为： AB=3.00cm、 AC=l0.16 cm、 AD=21.48 cm、 AE=36.95 cm，则：打 D 点时小车的速度大小为_m/s；小车的加速度为 _m/s2。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）CDF （2）1.34 4.16速直线运动的推论公式 x=aT2可以求出加速度的大小，得： 222236.9510610m/s=4.6/s44CEAcxaT。【名师点睛】教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去
20、搞清楚，同时加强基础知识的应用，提高解题能力。要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。注意单位的换算。14（2018江西省景德镇市第一中学等盟校）某小组设计了使用位移传感器的实验装置测加速度；让木块从倾角为 的木板上静止释放，位移传感器连接计算机描绘出了木块相对传感器的位移随时间变化规律，如图线所示；图中木块的位移从 x1到 x2和从 x2到 x3的运动时间均为 T，重力加速度 g=10 m/s2。（1）根据上述图线计算木块加速度 a=_；（用题中所给字母表示）（2）若只减小木板倾斜的角度，则木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的哪
21、条_。（选填图线序号、或）12【答案】（1） （2）【解析】（1）木块在斜面上做匀加速直线运动，相邻相等时间内位移之差 ，故，解得 。（2）若只减小木板倾斜的角度，加速度减小，根据 可知，则木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的。15某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f=50 Hz。在纸带上打出的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点。因保存不当，纸带被污染，如图所示， A、 B、 C、 D 是依次排列的 4 个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离： xA=16.6 mm、 xB=126.5 mm、 xD=624.5 mm，若无法再做实验
22、，可由以上信息推知：（1）相邻两计数点的时间间隔为 s；（2）打 C 点时物体的速度大小为 m/s（取 2 位有效数字）；（3）物体的加速度大小为 （用 xA、 xB、 xD和 f 表示）。【答案】（1）0.1 （2）2.5 （3）2(3)75B16（2018安徽省 A10 联盟 2）某实验小组利用如图甲所示的实验装置研究滑块做匀加速直线运动时的加速度。（1）利用游标为 50 分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数如图乙所示，则遮光条的宽度为_mm；（2）用米尺测量出两光电门之间的距离如图丙所示，则米尺的读数为_cm；13（3）组装好实验器材后，将滑块由静止释放，在重锤的牵引下沿长木板做加速运动，滑块通过两光电门时，这光条的指光时间分别为 =2.5010-2s， =1.2510-2s。由以上数据可求得该滑块微匀加速直线运动时的加速度大小为_m/s。（结果保留两位小数）【答案】（1）5.06 （2）20.0（19.9-20.1 均可） （3）0.31（0.30-0.32 均可）
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