1、1专题 21 研究变速直线运动实验1.（2019 广东六校联考）某同学用图（a）所示实验装置测量当地的重力加速度。（1）请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物 靠近计时器下端： 、 ，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；更换新纸带重复实验。 （2）打点计时器的工作频率为 50Hz，实验获得的一条纸带上实际计时点的间距如图（b）所示。由纸带所示数据可知实验时纸带的 端通过夹子和重物相连接（选填“甲”或“乙”）。可计算出实验时的重力加速度为 m/s 2。（计算结果保留两位有效数字） （3）在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力
2、加速度，主要原因是有空气阻力和 的影响。【参考答案】（1）接通电源，释放纸带（2）乙 9.4 （3）摩擦阻力【命题意图】本题考查利用落体法测量重力加速度、纸带处理实验数据及其相关知识点。2.（2018 高考全国理综 III）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L 的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于 L 刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L1，重力加速度大小为 g，则乙的反应时间为_（用 L、 L
3、1和 g 表示）。2（3）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s2， L=30.0 cm， L1=10.4 cm，乙的反应时间为_s。（结果保留 2 位有效数字）（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：_。【参考答案】（1） 1Lg（2分） （2） 0.2s （2分） （3）多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子【命题意图】 本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力。 （ 4）对两个重锤和细线组成的系统，由牛顿第二定律，mg=（2M+m+m0）a，重锤 1 下落，根据匀变速直线运动规律，H= 12at2，联立解得：g= 。【参
4、考答案】（1）偶然（2）B（3）在重锤 1 上粘些橡皮泥，调整橡皮泥质量，直至轻拉重锤 1 能够观察到其匀速下落（4）5.（2019 山东烟台期中）如图所示为某实验小组研究匀变速直线运动所得的一条纸带 ，已知所用电源的频率为 50Hz，纸带上的计数点为每 5 个点取一个计数点，则可知相邻两计数点间的时间间隔 _s，若测得计数点 0、 l 之间的距离为 ，计数点 5、6 之间的距离为 ，则可求得加速度 _。【参考答案】 3【名师解析】打点计时器的电源频率是 50Hz，则打点周期为 ，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔 。根据 ，运用逐差法得： 。故答案为： ； 。根
5、据连续相等时间内的位移之差是一恒量，结合逐差法求出小车运动的加速度。 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解加速度，关键是匀变速直线运动的重要推论的运用。6.（2019 湖北孝感质检）（6 分）研究性学习小组做“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”的实验，采用了如图甲所示的装置，其中 m150 g、m 2150 g，开始时保持装置静止，然后释放物块 m2，m 2可以带动 m1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可验证动能定理某次实验打出的纸带如图乙所示，0 是打下的第一个点，两相邻点间还有 4 个点没有标出，交流电频率为 50 Hz.(1)系统的加速度大小为_m/s
6、 2，在打点 05 的过程中，系统动能的增量 Ek_J.(2)忽略一切阻力的情况下，某同学作出 的 h 图象如图所示，则当地的重力加速度 g_ m/s 2.v22【参考答案】（1）4.8（2 分） 0.576（2 分） (2)9.7（2 分）【命题意图】此题以“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”实验切入，考 查纸带数据处理、图像法处理实验数据及其相关知识点。4【解法归纳】对于做匀变速直线运动的纸带，一般利用在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度计算出打某点时的瞬时速 度；利用 x=at2和逐差法计算运动的加速度。7.（2018 高考仿真卷六）伽利略在两种新科学的对话一书中，提出猜想：
7、物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方 案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下： 让滑块从距离挡板 s 处由静止沿倾角为 的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流均匀稳定)；记录下量筒收集的水量 V；改变 s，重复以上操作；将测得的数据记录在表格中。次数 1 2 3 4 5 6s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9V/mL 90 84 62 52 40(1)该实验用量筒中收集的水量来表示_。A水箱中水的体积 B水从水箱中流出
8、的速度C滑块下 滑的时间 D滑块下滑的位移(2)某同学漏填了第 3 组数据中量筒收集的水量 V，若实 验正常，你估计 V_mL；若保持下滑的距离 s、倾角 不变，增大滑块的质量，水量 V 将_(填“增大”“不变”或“减小”)；若保持下滑的距离 s、滑块质量不变，增大倾角 ，水量 V 将_(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)下列说法中不属于该实验误差来源的是_。5A水从水箱中流出不够稳定B滑块开始下滑和开始流水不同步C选用的斜面不够光滑D选用了内径较大的量筒【 参 考 答 案 】 (1)C (2)75(7476 均算正确) 不变 减小 (3)C【 名 师 解 析 】 (1)因为水是均匀稳定地
9、流出，所以流出的水的体积与时间成正比，所以该实验用量筒中收集的水量表示滑块下滑的时间，选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。(3)本实验的误差主要来源：水从水箱中流出不稳定，滑块开始下滑与水开始流动不同时，选用了内径较大的量筒。选用的斜面不够光滑并不影响实验结果，选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。 8.（2018 开封质检）某兴趣小组利用如图 a 所示的实验装置探究“小球速度和下落高度的关系”，通过电磁铁控制的小球从 A 点自由下落，经过光电门 B 记录下挡光时间 t 测出 AB 之间的距离 h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中心的激光束。（1）用游标卡尺（主尺的
10、最小分度为 1mm）测量小球的直径 d，示数如图 b 所示，其读数为 cm。（2）根据速度定义，小球通过光电门 B 的瞬时速度的表达式 v= （用测得的物理量的符号表示）。（3）改变 B 的位置，测得多组数据，作出图象得到 v2与 h 的关系如图 c 所示。若图象的斜率为 k，还能得到当地的重力加速度 g= 。【参考答案】（6 分）（1） 0.725（2 分）（2） d/t（2 分）（3） k/2 （2 分）【名师解析】（1）游标卡尺读数规则，小球直径测量值为 d=7mm+50.05mm=7.25mm=0.725cm。6（2）根据速度定义，小球通过光电门 B 的瞬时速度的表达式 v=d/t。（3）由自由落体运动规律，v 2=2gh， v2与 h 的关系图象的斜率 k=2g，解得当地的重力加速度 g=k/2。
