高中物理力学实验【实验一】研究匀变速直线运动

1OBCDEA132cm14图【实验一】研究匀变速直线运动一、高考题：1、（2010广东卷）（1）图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50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。ks5uks5uks5u答案：①0.02s，②0.70cm，0.100m/s解析：（1）①sfT02.01②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmsmsmtBDvvBDc/100.0/102.010.190.0222、（2011广东卷）图14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为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．①OD间的距离为________cm．②图15是根据实验数据绘出的s-t2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/s2（保留三位有效数字）．2解析：（1）答案：1.20a/20.933①
要估读一位，②s=v0t+21at2，斜率为a/2【实验一】研究匀变速直线运动1、（2010广东卷）（1）图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50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。ks5uks5uks5u答案：①0.02s，②0.70cm，0.100m/s解析：（1）①sfT02.01②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmsmsmtBDvvBDc/100.0/102.010.190.0222、（2011广东卷）图14是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、cms/22/st01.002.003.004.005.006.00.10.20.315图3OBCDEA132cm14图C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．①OD间的距离为________cm．②图15是根据实验数据绘出的s-t2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/s2（保留三位有效数字）．解析：（1）答案：1.20a/20.933①
要估读一位，②s=v0t+21at2，斜率为a/2②
3（09·广东理科基础）“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是高（C）A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有2)(atNMxxNM，可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5cms/22/st01.002.003.004.005.006.00.10.20.315图4倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有txvACB2，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。4、(2007广东物单)如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。⑴根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留两位有效数字）⑵打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。⑶如果取重力加速度10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。答案：⑴5.0m/s2（结果是4.8m/s2的得1分）解析：（1）c段小车做匀减速直线运动，由2aTs，则2654321)3()()(Tssssssa5.0m/s2⑵D4D3区间内（2）小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的区间内。⑶1:15、（2005广东物单)如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，2.722.822.922.982.822.622.081.901.731.481.321.12单位：cmabc图11（b）（a）5其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。答案0.86，21236549TSSSSSSa，0.646、(2002广东物单)一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动的角速度。实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验步骤：（1）如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为=式中各量的意义是：②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为:.[答案]：（1）rnTxx)1(12T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。（2）6.8/s7．(2010·重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源S1S2S3S4S5S6A图7图101234567891011图2单位：cm6频率f＝50Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如下图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离；xA＝16.6mm，xB＝126.5mm，xD＝624.5mm.]若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)；(3)物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表示)．解析：(1)因相邻的两计数点间还有4个计时点，故t＝5T＝0.1s.(2)由匀变速直线运动的特点可知：vC＝xBD2t＝624.5－126.52×0.1×10－3＝2.5m/s.(3)设xB－xA＝x1，xC－xB＝x2，xD－xC＝x3，则x3－x1＝2at2，x2－x1＝at2，即x3＋x2－2x1＝3at2，t＝5T＝5f，故xD－3xB＋2xA＝75af2，所以a＝xD－3xB＋2xAf275.答案：(1)0.1(2)2.5(3)xD－3xB＋2xA75f2二、模拟题：（2011惠州三模）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：①电火花计时器的工作电压为，频率。②打出的纸带如图所示，实验时纸带的端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为m/s2。④当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因。答案：①交流220V，50Hz；7（每空1分，没说明交流、漏单位或单位错均不得分，用文字单位不扣分，共2分）②乙（1分）③9.4（4分）空气阻力、摩擦④阻力；（每答对一点得1分，共2分）（2011江门调研）①用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）测定某工件的宽度，如图所示，此工件的宽度为____mm。②某同学在探究加速度与力的关系时，得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，共中S1=7.05cm、S2=7.68cm,S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是m/s，小车运动的加速度计算表达式为，加速度的大小是m/s2。（结果保留两位有效数字）答案：①23.44mm。②0.864m/s，2123456qTSSSSSSa，0.64m/s2。（2011肇庆一模）某同学用如右图所示的装置测定当地的重力加速度：8①电火花计时器的工作电压是_____，频率________；②打出的纸带如下图所示，实验时纸带的______端是和重物相连接；（选填“甲”或“乙”）③纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据算出当地的重力加速度是______；④若当地的重力加速度真实数值是9.8m/s2，请任意写出一个测量值与真实值有差异的原因__________；⑤本次实验测量的相对误差为__________．（保留两位有效数字）答案：①220v(1分，没有单位的不得分)50(1分，没有单位的不得分)②乙(1分)③9.4m/s2(3分，没有单位的不得分)④纸带受到摩擦阻力和空气阻力(2分)⑤4.1%(2分)(2011珠海5月份模拟）①甲图是一把游标卡尺的示意图，该尺的读数为________cm。②打点计时器是力学中常用的_______仪器，如图用打点计时器记录小车的匀加速直线运动，交流电周期为T=0.02s,每5个点取一个读数点，测量得AB=3.01cm，AC=6.51cm，AD=10.50cm，AE=14.99cm，AF=20.01cm，AG=25.50cm,则B点的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为_______m/s2。（本小题计算要求保留三位有效数字）76505101520ABCDEFG甲乙答案：①5.240或5.235②计时0.3260.500（2011深圳一模）用落体法研究机械能守恒定律的实验中，某同学按照正确的操作选得纸带，但在处理纸带的过程中不小心把纸带撕成三个小段，并丢失了中间段的纸带，剩下的两段纸带如图所示.已知电源的频率为50Hz，在纸带上打出的各点间距离记录在下图中.4.2mm19.4mmAB9①A、B两点间的平均速度是______m/s；②丢失的中间段纸带上有______个点；③由这两段纸带可以求得当地的重力加速度g=_____m/s2．答案：①0.21m/s……2分②2……3分③9.5m/s2……3分(2011茂名一模）某实验小组用图甲装置测自由落体的加速度。其操作步骤如下：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．闭合开关接通电源，同时释放悬挂纸带的夹子打出一条纸带；D．重复步骤C几次，从打出的纸带中选取较理想的一条，测出纸带上连续一些点的距离如图乙所示。E．根据测量的数据算出重力加速度。以上步骤中有错误，指出其错误步骤(填代号)并改正之：，图乙