【物理】2019届一轮复习人教版 研究匀变速直线运动 学案 7页

‎ 研究匀变速直线运动 高考频度：★★☆☆☆‎ 难易程度：★★☆☆☆‎ ‎（2018·山东淄博一中）实验小组在“研究匀变速直线运动”实验中：‎ ‎（1）实验室提供了以下器材：电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。在本实验中不需要的一项器材是________。‎ ‎（2）图甲为记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T=0.1 s，该小组在图乙所示的坐标系中作出小车的v–t图线后，将图线延长与纵轴相交，交点处的速度大小是11.60 cm/s，此速度的物理意义是：_____________________。‎ ‎（3）实验小组的同学根据图乙的v–t图象得出小车的加速度大小是________m/s2。‎ ‎【参考答案】（1）弹簧测力计 （2）小车在打A点时的瞬时速度 （3）0.5(0.47～0.53)‎ ‎【试题解析】（1）本实验是利用电磁打点计时器研究匀变速直线运动，只需打出实验所需要的纸带即可，所以不需要的器材是弹簧测力计；‎ ‎（2）由图象可知，B到F五个数据点标在v–t图象中，则图线延长与纵轴相交的交点对应的速度为小车在打A点时的瞬时速度；‎ ‎（3）v–t图象图线的斜率即为小车的加速度，故。‎ ‎【知识补给】‎ 实验注意事项 ‎（1）两种打点计时器：‎ 电源 打点方式 电磁打点计时器 ‎4~6 V低压交流 振针和复写纸 电火花计时器 ‎220 V交流 电火花和墨粉纸 ‎（2）拖曳纸带的小车应靠近打点计时器，以充分利用纸带，打出更多点迹。‎ ‎（3）要先接通打点计时器的电源，再释放小车。首先能避免纸带被提前拖曳，能打点的纸带缩短；其次可使打下的第一个点对应初速度为零的状态，完整地记录下运动的过程，便于分析。‎ ‎（4）误差来源：纸带和限位孔间的摩擦、空气阻力等。‎ ‎（5）只有在使用50 Hz交流电时，打点时间间隔才为0.02 s，若交流电频率变化，则打点时间间隔就不是0.02 s了。‎ ‎（2018·重庆一中）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，单位为cm)。‎ 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)在打点计时器打出5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。(保留两位有效数字)‎ ‎(3)若改用如图(c)所示的实验装置来探究物体做匀变速运动的加速度。图(d)中用游标卡尺测量遮光条的宽度d=_______mm。‎ ‎(4)该实验小组在做实验时，先测定了滑块上的遮光条宽度为d，两个光电门之间的距离等于x，然后将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间，遮光条通过光电门2的时间，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=_________，滑块的加速度的表达式 a=_______。(以上表达式均用字母x、d、、表示)‎ 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图1所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点间距如图2所示，每相邻两计数点间还有4个计时点未画出。‎ ‎（1）部分实验步骤如下：‎ A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在木板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是____________。‎ ‎（2）图2中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_____s；计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v5=_________；为了充分利用所记录的数据，以减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=______________。‎ 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：‎ ‎①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；‎ ‎②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；‎ ‎③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①‎ 中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出–∆t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3位有效数字）‎ ‎（2018·广东揭阳三中）如图所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出来，其中x1=7.05 cm，x2=7.68 cm，x3=8.33 cm，x4=8.95 cm，x5=9.61 cm，x6=10.27 cm。‎ ‎（1）在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是___________；‎ A．打点前小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点 C．打点频率为50 Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01 s D．实验中应使小车速度尽量小些 ‎ ‎（2）推测纸带的运动是做_____运动（选填“加速”、“减速”或者“匀速”）。‎ ‎（3）下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度（保留三位有效数字）。‎ 位置 B C D E F 速度（m·s–1）‎ ‎0.737‎ ‎___‎ ‎0.864‎ ‎____‎ ‎0.994‎ ‎（4）以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_____。‎ ‎（5）根据你画出的小车的速度–时间的关系图线计算出的小车的加速度a=_________m/s2。（保留两位有效数字）‎ 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 ‎（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）‎ ‎【参考答案】‎ ‎（1）31 m/s （）20.39 m/s2 （）3d=9.60 mm （4） ‎ ‎（1）利用中点时刻的速度等于平均速度可求得；‎ ‎（2）利用解得加速度等于；‎ ‎（3）游标卡尺的读数为；‎ ‎（4）利用平均速度等于瞬时速度求解过光电门的速度；；‎ 结合解得：。‎ ‎2、（1）DCBA （2）0.1 ‎ ‎（1） （2）52.1 16.3（15.8~16.8均算正确）‎ ‎（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且，联立解得：；（2）由图（c）可求得vA=52.1 cm/s，，即a=16.6 cm/s2。‎ ‎（1）AB （2）加速 （3）0.801 0.928 （4）如图所示 （5）0.64‎ ‎（1）打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，A正确；要舍去纸带上密集点，然后选取计数点，B正确；打点频率为50 Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1 s，故C错误；实验中小车速度过小，导致纸带上的点比较密集，不利于选点和测量，D错误。‎ ‎（2）从图中可知计数点间的间隔越来越大，而相邻计数点所有时间相同，故速度越来越大，做加速运动；‎ ‎（3）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：‎ ‎；；‎ ‎（4）根据描点法可得v–t图象如图所示：‎ （5） 图象的斜率大小表示加速度大小，由此得：。‎ ‎5、（1）AB（2）0.80 0.40‎