2019届二轮复习　研究匀变速直线运动课件（71张）（全国通用） 71页

实验一 　 研究匀变速直线运动 一 实验目的 二 实验器材 三 实验步骤 四 数据处理 基础过关 五 误差分析 考点一 实验原理和实验操作 考点二 实验数据处理和误差分析 考点三 实验拓展和实验创新 考点突破 基础过关 一、实验目的 1.练习正确使用打点计时器。 2.会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。 3.会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的 v - t 图像,根据图像求加速度。 二、实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小 车、纸带、细绳、钩码、①     刻度尺     、导线、电源、复写纸片。 关于打点计时器要知道以下内容: 作用 计时仪器,每隔0.02 s打一次点 工作条件 电磁打点计时器:连接②     6 V以下     交流电源 电火花计时器:连接220 V交流电源 纸带上点的意义 a.表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置; b.通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况 三、实验步骤 1. 把附有定滑轮的长木板平放在实验桌上 , 并使滑轮伸出桌面 , 把打点计 时器固定在长木板上③     没有滑轮     的一端 , 连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳 的另一端挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时 器,并把纸带的一端固定在小车的后面,如图所示。 调整滑轮的高度,使细绳与长木板 ④     平行     。 3. 把小车放在靠近打点计时器处 , 先⑤     接通电源     , 后⑥     放开小车     , 让小车拖着纸带运动 , 打点计时器就在纸带上打下一系列的点。取 下纸带 , 换上新纸带 , 重复实验二次。 4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点, 在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次隔四个点取一个计数 点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、 … ,测量各计数点到0点的 距离 x ,并记录填入表中。 位置编号 1 2 3 4 5 t /s x /m v /(m·s -1 ) 5. 计算出相邻的计数点之间的距离 Δ x 1 、 Δ x 2 、 Δ x 3 、 … 6. 利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得 各计数点 1 、 2 、 3 、 4 、 5 的瞬时速度 , 填入表格中。 7.增减所挂钩码数,再做两次实验。 5. 计算出相邻的计数点之间的距离 Δ x 1 、 Δ x 2 、 Δ x 3 、 … 6. 利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得 各计数点 1 、 2 、 3 、 4 、 5 的瞬时速度 , 填入表格中。 7.增减所挂钩码数,再做两次实验。 四、数据处理 1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 (1)沿直线运动的物体在连续相等时间的不同时刻的速度分别为 v 1 、 v 2 、 v 3 、 v 4 、 … ,若 v 2 - v 1 = v 3 - v 2 = v 4 - v 3 = … ,则说明物体在相等时间内速度的增 量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动,即 a =   =   =   = … (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为 x 1 、 x 2 、 x 3 、 x 4 、 … ,若Δ x = x 2 - x 1 = x 3 - x 2 = x 4 - x 3 = … ,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δ x = ⑦      aT 2      。 2.速度、加速度的求解方法 (1)“平均速度法”求速度 v n =   ,如图所示。   (2)“逐差法”求加速度 a 1 =   , a 2 =   , a 3 =   ,然后取平均值,   =   ,这样使所给数 据全部得到利用,以提高准确性。 (3)“图像法”求加速度 由“平均速度法”求出多个点的速度,画出 v - t 图像,图线的⑧     斜率     即加速度。 说明 　由实验数据得出 v - t 图像要注意: 根据表格中的 v 、 t 数据,在平面直角坐标系中仔细描点,作出一条直线, 使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点应均 匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验得到的 v - t 图线,它是一条 倾斜的直线,如图所示。 五、误差分析 1.根据纸带测量的位移有误差。 2.电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等。 3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 4.用作图法,作出的 v - t 图线并不是一条直线。 5.木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量 段的平均加速度。 考点一　实验原理和实验操作 例1     (2019山西运城期中)某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速 直线运动。 考点突破 实验步骤如下: A.安装好实验器材; B.让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几 次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,隔四个点取一 个计数点,如图乙中 a 、 b 、 c 、 d 等点; C.测出 x 1 、 x 2 、 x 3 … 。 结合上述实验步骤,请你继续完成下列问题: (1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长 木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列的仪器和器材中,必须使用 的有 　　　     。 A.电压合适的50 Hz交流电源    B.电压可调的直流电源 C.停表    D.刻度尺    E.天平    F.重锤    G.弹簧测力计 H.滑动变阻器 (2) 如果小车做匀加速直线运动 , 所得纸带如图乙所示 , 则 x 1 、 x 2 、 x 3 的关 系是 　　　     ; 已知打点计时器打点的时间间隔是 t , 则打 c 点时小车的速 度大小是 　　　     。 (3)如果小车做匀加速直线运动,测出前六段相等时间内的位移分别为 x 1 、 x 2 、 x 3 、 x 4 、 x 5 、 x 6 ,已知打点计时器打点的时间间隔是 t ,则小车的加 速度 a 的表达式为 　　　　　　     。 答案 　(1)AD　(2) x 3 - x 2 = x 2 - x 1 (或2 x 2 = x 1 + x 3 )       　 (3) a = 解析 　(1)打点计时器需接交流电源,而计数点间的距离需用刻度尺测 量。(2)因小车做匀加速直线运动,所以 x 3 - x 2 = x 2 - x 1 ,即2 x 2 = x 1 + x 3 ; c 点是 bd 段 中间时刻打下的点,则 c 点的瞬时速度等于该段的平均速度, v c =   。 (3)小车的加速度 a =   =   。 变式1 　某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)(多选)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 甲 (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乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图 中未画出)。 s 1 =3.59 cm, s 2 =4.41 cm, s 3 =5.19 cm, s 4 =5.97 cm, s 5 =6.78 cm, s 6 = 7.64 cm。则小车的加速度 a = 　　　     m/s 2 (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 v B = 　　　     m/s。(结果均保留两位 有效数字) 乙 答案 　 (1)AB 　 (2)0.80 　 0.40 解析 　 (1) 若细线与长木板不平行 , 随着小车逐渐靠近滑轮 , 细线与水 平方向的夹角增大 , 小车所受合力随之变化 , 因此小车的加速度发生变 化 , 即小车不做匀变速直线运动 , 故细线必须与长木板平行 ,A 选项必 要。先接通电源,待打点计时器稳定工作后再释放小车,点迹按匀变速 运动规律显现在纸带上;若先释放小车再接通电源,则开始阶段点迹不 规律,误差较大,故B项必要。该实验研究小车的匀变速直线运动,与小 车所受到的合力及合力大小的计算无关,故C、D项不必要。 (2)交流电的频率为 f =50 Hz,相邻两计数点间的时间间隔 t =0.1 s,由逐差 法可求小车的加速度 a =   =   m/s 2 =0.80 m/s 2 ,打 B 点时小车的速度 v B =   =   m/s=0.40 m/s 名师点拨 考点二　实验数据处理和误差分析 例2 　用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。   图1 主要实验步骤如下: a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复 几次。 b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当做计时起点 O ( t =0),然后 每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点,如图2中 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F … 所示。   图2 c.通过测量、计算可以得到在打 A 、 B 、 C 、 D 、 E … 点时小车的速度,分 别记作 v 1 、 v 2 、 v 3 、 v 4 、 v 5 … d.以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图 3所示。 图 3 结合上述实验步骤,请你完成下列任务: (1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有 　　　     和 　　　     (填选项 前的字母)。 A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码) (2) 在图 3 中已标出计数点 A 、 B 、 D 、 E 对应的坐标点 , 请在该图中 标出 计数点 C 对应的坐标点 , 并画出 v - t 图像。 (3)观察 v - t 图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是 　　　　     　　　　　　     。 v - t 图像斜率的物理意义是 　　　     。 (4)描绘 v - t 图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度   表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δ t 的要求是 　　　     (选填 “越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的Δ x 大小与速 度测量的误差 　　　     (选填“有关”或“无关”)。 (5) 早在 16 世纪末 , 伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。 当时只能靠滴水计时 , 为此他设计了如图 4 所示的“斜面实验” , 反复做 了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说 明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。   图4 答案 　(1)A　C (2)如图所示 (3)小车的速度随时间均匀变化　加速度 (4)越小越好　有关 (5)如果小球的初速度为0,其速度 v ∝ t ,那么它通过的位移 x ∝ t 2 。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间 , 就可以检验小球的速度是否随时 间均匀变化。 解析 　本题考查研究匀变速直线运动规律的实验。 (1)打点计时器所用电源为50 Hz的交流电源,测量各计数点间距离需用 刻度尺。 (2)图见答案。 (3)因为小车的速度随时间均匀变化,所以小车做匀加速直线运动。由 匀加速直线运动中速度 v = v 0 + at ,可知 v - t 图像斜率的物理意义是加速度。 (4)   =   ,若用   表示瞬时速度,Δ t 越小越好,而选取的Δ x 大小会影响速度 测量值相对真实值的偏差大小。 (5)设 v 0 =0, v = at ,而 x =   at 2 ,故可通过位移随时间的变化情况,判断速度随 时间的变化情况。 变式2 　在做“研究匀变速直线运动”的实验中: (1)实验室提供了以下器材: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。其中在本实验中不需要的器材是       。 (2)如图甲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,打点计时器打 点的时间间隔 T =0.02 s,其中 x 1 =7.05 cm、 x 2 =7.68 cm、 x 3 =8.33 cm、 x 4 = 8.95 cm、 x 5 =9.61 cm、 x 6 =10.26 cm。 甲 下表列出了打点计时器打下点 B 、 C 、 F 时小车的瞬时速度,请在表中填 入打点计时器打下 D 、 E 两点时小车的瞬时速度。 位置 B C D E F 速度/(m·s -1 ) 0.737 0.801 0.994 　　(3)以 A 点为计时起点,在坐标图乙中画出小车的速度-时间图线。   乙 (4)根据所画出的小车的速度-时间图线计算出小车的加速度 a = 　    m/s 2 。 (5)如果当时电网中交变电流的频率是 f =49 Hz,而做实验的同学并不知 道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 　　　     (填 “大”或“小”)。 答案 　(1) 弹簧测力计　(2) 0.864　0.928　(3) 图见解析　(4)0.625(0.61 ~ 0.63)　(5) 大 解析 　(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测 力计。 (2)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 度可得 v D =   =   m/s=0.864 m/s 同理可得 v E =0.928 m/s。 (3)根据数据描点连线,作出小车的速度-时间图线,如图所示。 (4)在 v - t 图像中,图线的斜率表示加速度,则 a =   =   m/s 2 =0.625 m/s 2 。 (5)加速度 a =   =Δ x · f 2 ,因为实际频率低于50 Hz,而计算时代入的仍是50 Hz,所以会造成测量值比真实值偏大。 创新角度 实验装置原理图 创新解读 实验原 理的 创新   1.滑块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度 2.挡光片经过光电门的平均速度作为滑块速度 3.平均速度的大小与挡光片的长度有关   1.物块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度 2.由纸带确定物块的加速度 3.结合牛顿第二定律求动摩擦因数 考点三　实验拓展和实验创新 实验过 程的 创新   1.铁球靠重力产生加速度 2.铁球由 A 到 B 的时间可由数字毫秒表读出 3.铁球的加速度由   - t 图线分析得出 创新角度 实验装置原理图 创新解读 实验器 材的 创新   1.用滴水针头替代打点计时器打纸带 2.小车在水平桌面上因摩擦做匀减速运动 例3     (2018河南郑州质检)在暗室中用如图甲所示装置做“测定重力加 速度”的实验。实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝 夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下: ①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定 的频率一滴滴地落下。 ②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小 逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛 固定不动的水滴。 ③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度值。 甲 ④采集数据进行处理。 (1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率 满足的条件是           。 (2)实验中观察到水滴“固定不动”时频闪仪的闪光频率为30 Hz,某同 学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示,根据数据可 得当地的重力加速度 g = 　　　     m/s 2 ;第8个水滴此时的速度 v 8 = 　　          m/s。(结果都保留三位有效数字)   乙 (3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可):             。 答案 　见解析 解析 　(1)当后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴所在的位置 时,可看到一串仿佛固定不动的水滴,即频闪仪的闪光频率等于水滴滴 落的频率时,水滴仿佛不动。 (2) g =   =   m/s 2 =9.72 m/s 2 v 8 =   =   m/s ≈ 2.27 m/s。 (3)空气阻力对水滴的运动产生影响,水滴滴落的频率不恒定也会对实 验产生影响。   变式3     (2017课标Ⅱ,22,6分)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Δ t ; ③用Δ 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Δ 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   -Δ t 图,如图(c)所示。 图(c) 完成下列填空: (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小,用 v A 表示挡光片前端到达光电门时 滑块的瞬时速度大小,则   与 v A 、 a 和Δ t 的关系式为   = 　　　     。 (2)由图(c)可求得, v A = 　　　     cm/s, a = 　　　     cm/s 2 。(结果保留3位有 效数字) 答案 　(1) v A +   Δ t 　(2)52.1　16.3 解析 　(1)挡光片通过光电门的平均速度   等于Δ t 时间段的中间时刻的速度 由 v = v 0 + at 可知   = v A + a   (2)由   = v A +   a ·Δ t 结合题图(c)可知 v A =52.12 cm/s ≈ 52.1 cm/s 图(c)中图线的斜率 k =   a ,故滑块的加速度 a =2 k =16.3 cm/s 2 1. 如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选 中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各 计数点间距离的测量结果。所接电源是频率为50 Hz的交流电。   (1)由 　　　　　　　　　　　　　　　     可以得出结论:小车的运动 是 　　　　　　　　     。 (2)两个相邻计数点间的时间间隔Δ t = 　　　     s。 (3)小车的加速度的计算式 a = 　　　　　     ,加速度 a = 　　　     m/s 2 。 (4)计算打计数点 B 时小车的速度 v B = 　　　     m/s。 答案 　(1)连续相等时间内的位移之差近似相等　匀加速直线运动     (2)0.1　(3)   　1.58　(4)0.52 解析 　(1)由连续相等时间内的位移之差近似相等,可知小车做匀加速 直线运动。 (2)打点周期为0.02 s,每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间 间隔为0.1 s。 (3)根据Δ x = aT 2 ,运用逐差法得 a =   =   m/s 2 ≈1.58 m/ s 2 (4) B 点的瞬时速度等于 AC 段的平均速度,则有 v B =   =   m/s ≈ 0.52 m/s。 2. (2018课标Ⅲ,22,6分)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 L 1 ,重力加速度大小为 g ,则 乙的反应时间为 　　　     (用 L 、 L 1 和 g 表示)。 (3)已知当地的重力加速度大小为 g =9.80 m/s 2 , L =30.0 cm, L 1 =10.4 cm。 乙的反应时间为 　　　     s。(结果保留2位有效数字) (4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议: 　　　　　　　　　     　　　　     。 (2)(3)木尺做自由落体运动,由位移公式可得 L - L 1 =   gt 2 ,解得 t =   =   s=0.20 s。 答案 　(2)   　(3)0.20　(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指 尽可能接近尺子 解析 　本题考查自由落体运动的应用。 3. (2018山西运城期末)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 带如图所示,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 ,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14. 56 cm, CD 长为11.15 cm, DE 长为13.73 cm。   (1)为了探究匀变速直线运动的规律,该同学所取的计数点个数 　　        。 (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:打 C 点时小车的瞬时速度 v C = 　　　     m/s,小车的加速度 a = 　　　     m/s 2 , AB 的距离应为 　　　     cm,打 A 点时小车的瞬时速度 v A = 　　　     m/s。(计算结果保留三位有效数字) 答案     (1)A　(2)0.986　2.58　5.99　0.470 解析 　(1)本实验根据匀变速直线运动的推论公式Δ x = aT 2 可以求出加 速度的大小,应多取一些数据,根据逐差法求出加速度,再求平均值,而该 同学所取的计数点偏少,故A正确。 (2)由题意可知相邻的计数点间的时间间隔 T =0.1 s,根据匀变速直线运 动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,得: v C =   =   m/s=0.986 m/s 由于 A 、 C 间的时间间隔为2 T =0.2 s, C 、 E 间的时间间隔也为2 T =0.2 s,根 据匀变速直线运动的推论公式Δ x = aT 2 可以求出加速度的大小, a = 代入数据得 a =2.58 m/s 2 ; 根据匀变速直线运动的推论公式 x m - x n =( m - n ) aT 2 , x DE - x CD =Δ x =2.58 cm x CD - x AB =2Δ x 所以 x AB = x CD -2Δ x =5.99 cm 根据匀变速直线运动速度-时间公式得 v C = v A +2 aT 解得 v A =0.986 m/s-0.2 × 2.58 m/s=0.470 m/s。 4. (2017课标Ⅰ,22,5分)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,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) 图(a)   图(b) (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2位有效数字) 答案 　(1)从右向左　(2)0.19　0.037 解析 　(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动,故相邻水滴 间的距离逐渐减小,结合图(b)可知小车向左运动。 (2)由题意知,30 s内滴下46滴水,共45个时间间隔,故相邻两滴水的时间 间隔 T =   s=   s。由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时 速度可得 v A =   mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小车运动的加速度 为 a =   mm/s 2 =0.037 m/s 2 。 5. (2019山东潍坊三县市联考)如图所示,为测量匀加速直线运动的加速 度,将宽度均为 b 的挡光片 A 、 B 固定在小车上,测得两者间距为 d 。 (1)当小车向左做匀加速直线运动时,测得 A 、 B 两挡光片先后经过光电 门的时间分别为Δ t 1 和Δ t 2 ,则 A 挡光片经过光电门时的瞬时速度 v A = 　     　     ,小车的加速度 a = 　　　     。   (2)本实验中为减小实验误差,可采用的方法有      。 A.增大两挡光片的宽度 b B.减小两挡光片的宽度 b C.增大两挡光片的间距 d D.减小两挡光片的间距 d 答案 　(1)            　(2)BC 解析 　(1) A 挡光片经过光电门时的瞬时速度可认为近似等于Δ t 1 时间内 的平均速度,则 v A =   ;同理, B 挡光片经过光电门时的速度 v B =   ,根据运 动学公式可得小车的加速度为 a =   =     。 (2)挡光片的宽度 b 越小,所测得的平均速度越接近瞬时速度,两挡光片的 间距 d 越大,初速度与末速度的差距越大,速度平方差越大,相对误差越 小,故为减小实验误差,可采取的方法是减小两挡光片的宽度 b 或增大两 挡光片的间距 d ,故B、C正确。 6. 某同学现要利用气垫导轨来研究匀变速直线运动规律,其实验装置如 图甲所示,其实验步骤如下:   甲 ①用游标卡尺测出挡光片的宽度 d ,按图甲安装好器材,并调节好气垫导 轨,使气垫导轨处于水平位置。然后用跨过轻质定滑轮的轻绳一端与钩 码相连,另一端与滑块相连,再将滑块置于气垫导轨的左端,并用手按住 滑块不动。 ②调整轻质滑轮,使轻绳处于水平位置;从气垫导轨上的刻度尺上读出 滑块与光电门之间的距离 s (钩码到地面的高度大于滑块与光电门之间 的距离),同时记下滑块的初始位置。 ③由静止释放滑块,用光电门测出挡光片经过光电门的时间 t 。 ④将滑块重新置于初始位置,保持轻绳所挂的钩码个数不变,改变光电 门的位置,从而改变滑块与光电门之间的距离 s ,多次重复步骤③(每次实 验时钩码到地面的高度均大于滑块与光电门之间的距离)。 ⑤整理好多次实验中得到的实验数据。 回答下列问题: (1)测量挡光片的宽度时,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为 d = 　     　     cm。   乙 (2)滑块在运动过程中的加速度 a 可根据匀变速运动的规律 　　　　 来求。 (3)根据实验数据最后得到了如图丙所示的   - s 图像,由图像可求得滑块运动时的加速度 a = 　　　     m/s 2 (取 g =10 m/s 2 ,计算结果保留三位有效数字)。 丙 答案 　(1)0.520　(2) v 2 -   =2 as 　(3)0.270 解析 　(1)游标卡尺的主尺读数为5 mm,游标尺的读数为0.05 × 4 mm= 0.20 mm,则结果为5.20 mm=0.520 cm。 (2)滑块在轻绳的作用下沿水平气垫导轨做匀加速直线运动,滑块在运 动过程中的加速度 a 可根据匀变速运动的规律 v 2 -   =2 as 来求解。 (3)滑块在轻绳的作用下沿水平气垫导轨做匀加速直线运动,经过光电 门时的瞬时速度为 v =   ,由匀变速直线运动规律 v 2 -   =2 as 和 v 0 =0,解得 a =     ,由上式可得   =   · s ,由此可知   - s 图线的斜率为 k =   。由图丙 可知图线的斜率 k =2.0 × 10 4 m -1 ·s -2 ,所以滑块的加速度为 a =   =0.270 m/s 2 。