2018年高考物理大一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动实验1研究匀变速直线运动课时规范训练!

第1章 运动的描述 匀变速直线运动
高效演练 跟踪检测
1．如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________． (2)A 、B 、C 、D 是纸带上4个计数点，每两个相邻计数点间有4个点没有画出．从图中读出A 、B 两点间距s ＝________；C 点对应的速度是________．(计算结果保留3位有效数字)
解析：(1)打点计时器电源频率50 Hz ，故打相邻两点的时间间隔T 0＝1
f
＝0.02 s.
(2)相邻两计数点间的时间间隔T ＝0.02×5 s＝0.1 s ，由图读出s ＝0.70 cm.C 点对应的速度v C ＝
s BD 2T ＝2.002×0.1
cm/s ＝0.100 m/s. 答案：(1)0.02 s (2)0.68～0.72 cm 0.100 m/s
2．如图所示是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上6个计数点．加速度大小用a 表示．
(1)OD 间的距离为________cm.
(2)下图是根据实验数据绘出的s －t 2
图线(s 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示____________，其大小为________ m/s 2(保留3位有效数字)
解析：物体做的是匀变速直线运动，物体从某一点开始运动的位移s ＝v 0t ＋12
at 2
，s －
t 2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v 0＝0，得s ＝12at 2，所以s －t 2图线的斜率为12
a ，通
过图线可求得斜率为0.460.
答案：(1)1.18～1.22 (2)1
2
a0.458～0.464
3．图甲是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，A、B两点间的距离为12.50 cm.用重物通过细线拉小车，让小车做直线运动．
(1)若用游标卡尽测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________ cm.
(2)实验时将小车从图甲中位置A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝2.28×10－2 s，则小车经过光电门时的速度为________ m/s，小车的加速度为________ m/s2.(保留2位有效数字)
解析：(1)主尺上的读数为1.1 cm，游标尺上第8条刻线与主尺刻线对齐，故游标尺上读数为8×0.05 mm＝0.40 mm＝0.040 cm，所以两部分之和为1.140 cm.
(2)小车通过光电门时的速度可近似认为不变，则v＝
d
Δt
＝
1.140×10－2
2.28×10－2
m/s＝0.50
m/s，由v2＝2ax得，a＝v2
2x
＝
0.502
2×12.50×10－2
m/s2＝1.0 m/s2.
答案：(1)1.140 (2)0.50 1.0
4．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
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，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点．
C．测出x1、x2、x3….
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)(多选)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，在下列仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号)
A ．电压合适的50 Hz 交流电源
B ．电压可调的直流电源
C ．秒表
D ．刻度尺
E ．天平
F ．重锤
G ．弹簧测力计
(2)如果小车做匀加速运动，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________．
解析 (1)实验中打点计时器要使用50 Hz 的低压交流电源；测量x 1、x 2、x 3要使用刻度尺；实验中无需使用秒表、天平、重锤和弹簧测力计，故选A 、D.
(2)因小车做匀加速直线运动，所以相邻相等时间内的位移之差是恒量，故x 3－x 2＝x 2
－x 1；c 点是bd 段的时间中点，则c 点的瞬时速度等于该段的平均速度，即v c ＝
x 2＋x 32×5t ＝x 2＋x 3
10t
. 答案 (1)AD (2)x 3－x 2＝x 2－x 1
x 2＋x 3
10t
5．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 V 、50 Hz 交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B 、C 、D 、E 、F 各点时物体的瞬时速度如下表：
(1)设电火花计时器的周期为T ，计算v F 的公式为v F ＝________；
(2)根据(1)中得到的数据，以A 点对应的时刻为t ＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v －t 图象．
(3)利用该图象求得物体的加速度a ＝________ m/s 2
；(结果保留2位有效数字) (4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V ，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________．(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
解析：(1)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为T ，所以从E 点到G 点时间为10T ，有v F ＝
d 6－d 4
10T
. (2)根据表中数据，利用描点法作出图象如图所示：
(3)图象斜率大小等于加速度大小，故a ＝Δv Δt
＝0.40 m/s 2
.
(4)打点计时器的打点频率与交流电源的频率相同，电源电压降低不改变打点计时器打点周期，所以对测量结果没有影响．
答案：(1)d 6－d 4
10T
(2)图见解析 (3)0.40 (4)不变 6.
利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间
t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测
量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值；所得数据如下表所示.
(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度
v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是
________________________________________________；
(2)根据表中给出的数据，在图给出的坐标纸上画出s t
－t 图线；
(3)由所画出的s t
－t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝________m/s 2
.(保留两位有效数字)
解析 (1)滑块沿斜面向下做匀加速运动，其逆过程为初速度为v t 、加速度为a 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有s ＝v t t －12at 2，也可表示为s t ＝－1
2
at ＋v t .
(2)根据表中数据描点连线可得s
t
－t 图线，如图所示．
(3)由关系式s t ＝－12at ＋v t 可得，图线的斜率k ＝－a
2
，由图线求出k ＝－1.0，故a ＝－
2k ＝2.0 m/s 2
.
答案 (1)s t ＝－12at ＋v t ⎝ ⎛⎭⎪⎫或s ＝－12at 2＋v t t
(2)见解析 (3)2.0(在1.8～2.2范围内都可)。