2019_2020学年高中物理第1章9测定匀变速直线运动的加速度练习（含解析）教科版必修1.docx

9.测定匀变速直线运动的加速度课时过关能力提升一、基础巩固1.(多选)使用打点计时器测量瞬时速度时应注意()A.电火花计时器使用的电源是220 V的交流电源,电磁打点计时器使用的电源是6 V以下的直流电源B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带C.使用打点计时器拉动纸带时,拉动的方向应与两限位孔平行D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源解析:电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源,故A错误;实验时应当先接通电源,再拉动纸带,故B正确;为了减小摩擦,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D正确.答案:BCD2.打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电源,所打点中相邻点间的时间间隔为T,若纸带上共打出N个点,这条纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是()A.T=0.1 s,t=NTB.T=0.05 s,t=(N-1)TC.T=0.02 s,t=(N-1)TD.T=0.02 s,t=NT解析:电源频率f=50Hz,则打点计时器所打点中相邻点间的时间间隔T=1f=150s=0.02s,纸带上共打出N个点,则有N-1个时间间隔,即t=(N-1)T,C正确.答案:C3.某同学在做用打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”的实验时,其开始时的实验装置图如图所示,其中有错误与不妥之处,请找出3处:;.解析:打点计时器必须接交流电源,而图上所接为直流电源,显然是个错误;开始时,小车离定滑轮太近,向前运动的余地太小,致使纸带上留下的计时点较少,给测量带来不便,产生较大误差;滑轮位置太高,致使钩码与小车之间的连线未与木板平行.答案:打点计时器未接交流电源小车离定滑轮端太近滑轮位置太高使钩码与小车之间的连线未与木板平行4.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐.(1)由图读出三个计数点1、3、5到0点的距离填入下边表格中.距离x1x3x5测量值/cm(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2= m/s.(3)小车运动的加速度a= m/s2.(结果保留三位有效数字)解析:(1)从题图中可读得计数点1、3、5的刻度值x1=1.20cm,x3=5.40cm,x5=12.00cm,则d1=x1-x0=1.20cm,d2=x3-x0=5.40cm,d2=x5-x0=12.00cm.(2)每相隔两计数点间的时间间隔T0=50.02s=0.1sv2=x3-x12T0=5.40-1.2020.110-2m/s=0.210m/s.(3)1、3计数点间距为s1=x3-x1=4.20cm3、5计数点间距为s2=x5-x3=6.60cm1、3(或3、5)之间T=2T0=0.2s由s2-s1=aT2有a=s2-s1T2=6.60-4.200.2210-2m/s2=0.600m/s2.答案:(1)1.205.4012.00(2)0.210(3)0.6005.研究物体做匀变速直线运动的实验得到的一条纸带如图所示(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为 50 Hz),从O点后开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6,测得x1=5.18 cm,x2=4.40 cm,x3=3.62 cm,x4=2.78 cm,x5=2.00 cm,x6=1.22 cm.(1)相邻两计数点间的时间间隔为 s.(2)物体的加速度大小a= m/s2,方向为(选填“AB”或“BA”).(3)打点计时器打计数点3时,物体的速度大小v3= m/s.解析:(1)打点计时器的打点频率为50Hz,故打点周期为0.02s,故相邻计数点间的时间间隔为T=50.02s=0.1s.(2)根据逐差法得a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2(2.78+2.00+1.22)0.01-(5.18+4.40+3.62)0.0190.12m/s2=0.8m/s2因为物体做减速运动,所以其加速度方向为AB.(3)物体做匀变速运动时,中间时刻的瞬时速度等于这一过程的平均速度,有v3=x4+x32T=2.780.01+3.620.0120.1m/s=0.32m/s.答案:(1)0.1(2)0.8AB(3)0.32二、能力提升1.(多选)一小球在水平桌面上做匀减速直线运动,用照相机对着小球每隔110 s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示,已知照片与实物的比例为110,则()A.图中对应的小球在通过8.0 cm距离内的平均速度是2 m/sB.图中对应的小球在通过8.0 cm距离内的平均速度是1.6 m/sC.图中对应的小球通过6.0 cm处的瞬时速度是2.5 m/sD.图中对应的小球通过6.0 cm处的瞬时速度是2 m/s解析:四段间隔共8cm,位移为80cm,对应时间为0.4s,故平均速度为v=xt=0.80.4m/s=2m/s,选项A正确,B错误;根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度,图中对应小球通过6cm处的瞬时速度v=0.40.2m/s=2m/s,故选项C错误,D正确.故选A、D.答案:AD2.一物体从静止开始做匀加速直线运动,测得n秒内的位移为x,则可知物体的加速度为()A.n22xB.2xn2C.2x2n-1D.2x2n+1解析:物体从静止开始,所以初速度为0,n秒位移x=12an2,故a=2xn2,选项B正确.答案:B3.某同学在实验中获得的一条纸带如图所示.(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为.(2)A、B、C、D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.从图中读出A、B两点间距 x=;C点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字).(3)若A、B、C、D为四个计数点,且相邻两点时间间隔为0.1 s,计算纸带运动的加速度大小为.解析:(1)由打点计时器的打点频率可求得打点时间间隔T0=1f=0.02s.(2)读A、B两点的数值:1.00cm、1.70cm,所以A、B两点间距x=1.70cm-1.00cm=0.70cm.计数周期T=5T0=0.1s.C点对应的时刻是BD段的中间时刻,即C点速度等于BD段的平均速度,vC=vBD=BD2T=0.90+1.1020.110-2m/s=0.100m/s.(3)由x=aT2得加速度的大小a=xT2=0.90-0.700.1210-2m/s2=0.20m/s2.答案:(1)0.02 s(2)0.70 cm0.100 m/s(3)0.20 m/s24.如图所示,某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”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=0.10 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm,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).解析:vA=x3+x42T=(8.33+8.95)10-220.1m/s=0.86m/s根据逐差法有a1=x4-x13T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2所以a=a1+a2+a33=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2代入数据可得a=0.64m/s2.答案:0.86a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T20.645.(2018北京卷)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,找一个合适的点当作计时起点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2c.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v1、v2、v3、v4、v5d.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.停表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xt表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对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x大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”).解析:(1)打点计时器使用的是交流电源,故选A,不选B;相邻打点间的时间是已知的,故不选D;计数点间的距离需要用刻度尺测量,故选C;由于不需要知道小车和重物的质量,故不需要天平(含砝码),故不选E.(2)连线时要让尽量多的点在一条直线上.(3)可以依据v-t图像是倾斜的直线(斜率一定),即小车的速度随时间均匀变化,判断出小车做