实验一 研究匀变速直线运动—2021届高考物理一轮复习检测

实验一研究匀变速直线运动

1．(2013·咸阳模拟)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：

(1)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，在下面的仪器和器材中，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．刻度尺

D．秒表

E．天平

(2)实验过程中，下列做法正确的是________．

A．先接通电源，再使纸带运动

B．先使纸带运动，再接通电源

C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

(3)如图10所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离，如图所示(单位：cm)．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4＝________m/s，小车的加速度大小为________m/s2.(保留二位有效数字)

图10

解析(1)打点计时器应使用交流电源，测量位移需用到刻度尺．

(2)为充分利用纸带和实验的顺利进行，可知A、D正确．

(3)相邻计数点之间都还有4个点未画出，说明相邻计数点之间的时间间隔是0.1

s．由全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得v4＝(14.55－6.45)×10－2

2×0.1

m/s≈0.41 m/s.

由Δs＝aT2得a＝(19.70－6.45)－6.45

9×0.12

×10－2m/s2≈0.76 m/s2

答案(1)AC(2)AD(3)0.410.76

2．在研究某小车运动状态的实验中，如图11所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 为依次打下的相邻的计数点，且相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s.

图11

(1)由纸带可以判定小车做________运动，因为：____________________________.

(2)根据纸带可以计算C 点的瞬时速度，v C ＝________ m/s.

(3)根据纸带可以计算出该小车的加速度大小为a ＝________ m/s 2.

解析 由纸带分析可得小车在连续相等的时间间隔内的相邻位移之差恒定，所以小车做匀加速直线运动；v C ＝BC ＋CD 2T ＝4.4 m/s.a ＝CD －BC T 2＝12 m/s 2. 答案 (1)匀加速直线 小车在连续相等的时间间隔内的相邻位移之差恒定

(2)4.4 (3)12

3．如图12所示为一次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.

图12

(1)在如图13所示的坐标系中作出小车的v －t 图线．

图13

(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是________cm/s ，此速度的物理意义是____________________________________________________________．

(3)小车的加速度大小是________．

解析 (1)应用v n ＝s n ＋s n ＋12T

，求出计数点B 、C 、D 、E 、F 对应的速度为v B ＝16.50

cm/s，v C＝21.40 cm/s，v D＝26.30 cm/s，v E＝31.35 cm/s，v F＝36.30 cm/s，在v －t坐标系中描点、连线，如图所示．

(2)由图中可以读出，图线与纵轴交点的速度大小为

11．60 cm/s，此速度表示A点的瞬时速度．

(3)利用斜率求加速度a＝Δv

Δt＝0.5 m/s

2.

答案(1)见解析(2)11.60(11.30～11.60均对)表示A点的瞬时速度(3)0.5 m/s2

4．在暗室中用如图14所示的装置做“测定重力加速度”的实验．

图14

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．

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”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图15所示，根据数据测得当地重力加速度g＝______ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s(结果都保留三位有效数字)．

图15

(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：___________.

解析(1)当频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时，才能看到空间有一串仿佛固定不动的水滴．

(2)根据图示距离可知s1＝(19.30－13.43)cm＝5.87×10－2m、s2＝(26.39－19.30)cm＝7.09×10－2m、s3＝(34.48－26.39)cm＝8.09×10－2m、s4＝(43.67－

34.48)cm＝9.19×10－2 m，闪光周期T＝1

30s，利用逐差法测得当地重力加速度g

＝(s4＋s3－s2－s1)

4T2＝9.72 m/s

2，第8个水滴此时的速度v8＝

34.48－19.30

2×30×10

－2 m/s＝2.28 m/s.

(3)该实验存在系统误差的原因可能有空气阻力、水滴滴落的频率变化、米尺没有竖直放置等．

答案(1)频闪仪频率等于水滴滴落的频率

(2)9.72 2.28

(3)存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化)