【状元之路】高考物理一轮复习 14实验 研究匀变速直线运动同步检测试题(1).doc

实验：研究匀变速直线运动a组基础巩固1(多选题)当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕下列关于纸带上点痕的说法中，正确的是()a点痕记录了运动的时间b点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移c点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状d点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况答案：abd2“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50 hz)，得到如图41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()图41a实验时应先放开纸带再接通电源b(x6x1)等于(x2x1)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0.02 s解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，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xmxn(mn) at2，可知(x6x1)等于(x2x1)的5倍，b错根据b点的速度为a与c的中间时刻点的速度有vb，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0.1 s，d错答案：c图423(多选题)如图42所示，为同一打点计时器打出的两条纸带由纸带可知()a在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大b在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小c纸带甲的加速度比乙的大d纸带甲的加速度比乙的小解析：在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故甲乙，选项a错，b对；相邻计数点间所用时间相等，但乙的速度变化得更快，故a甲a乙，选项c错，d对答案：bd4在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，某同学测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表所示.位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v/(ms1)0.380.630.881.121.381.63(1)分析表中数据可知，在误差允许的范围内，小车做_运动(2)由于此次实验的原始纸带没有保存，另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估算方法如下：x(0.380.10.630.10.880.11.120.11.380.1)m那么，该同学得到的位移_(选填“大于”“等于”或“小于”)实际位移，为了使计算位移的误差尽可能小，你认为采取什么方法更合适？(不必算出具体数据)_.解析：(1)由表中数据可以看出，小车的速度在相等的时间间隔内增加量在误差允许的范围内相等，故小车做匀加速直线运动(2)由x的表达式可以看出该同学是用每个0.1 s内的初速度来计算匀加速直线运动的位移之和，应比实际的匀加速运动的位移小，为了使计算位移的误差尽可能小，用05的过程中的平均速度乘总时间求位移更合适，即xt总答案：(1)匀加速直线(2)小于用05的过程中的平均速度乘总时间求位移更合适，即xt总5如图43，为测量做匀加速直线运动的小车的加速度，将宽度均为b的挡光片a、b固定在小车上，测得二者间距为d.图43(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间t1和t2，则小车加速度a_.(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是()a增大两挡光片宽度bb减小两挡光片宽度bc增大两挡光片间距dd减小两挡光片间距d解析：(1)车两次速度：v1，v2；所以a.(2)两挡光片宽度越小，越接近瞬时速度；两挡光片间距d越大，v2和v1相差越大，都有利于减小实验误差答案：(1)(2)bcb组能力提升6如图44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表示图44 (1)od间的距离为_cm.(2)如图45是根据实验数据绘出的st2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)图45解析：本题考查研究匀变速直线运动，考查考生仪器读数及利用图象处理数据的能力(1)od间距离为1.20 cm.(2)由sat2可知，图象的斜率为加速度的一半；由图象知，斜率k m/s20.466 m/s2.答案：(1)1.20(2)加速度的一半0.466(0.4640.468均可)图467利用图46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.s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：(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vt、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47给出的坐标纸上画出t图线；图47(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_m/s2(保留两位有效数字)解析：本题考查的是实验数据的处理，意在考查学生科学认真的态度及应用图象处理数据的方法由svttat2可得vtat，由此式可知加速度大小为图象斜率的2倍，a2 m/s22.0m/s2.答案：(1)atvt(写成sat2vtt也可)(2)t图线如图48所示图48(3)2.0(或在1.82.2范围内)c组难点突破82014四川省绵阳中学月考某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图49所示倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关k，电磁铁吸住第1个小球手动敲击弹性金属片m，m与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，m迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球当第1个小球撞击m时，m与触头分开，第2个小球开始下落.这样，就可测出多个小球下落的总时间图49(1)在实验中，下列做法正确的有_a电路中的电源只能选用交流电源b实验前应将m调整到电磁铁的正下方c用直尺测量电磁铁下端到m的竖直距离作为小球下落的高度d手动敲击m的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度h1.980 m,10个小球下落的总时间t6.5 s可求出重力加速度g_ m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间t磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差t，这导致实验误差为此，他分别取高度h1和h2测量n个小球下落的总时间t1和t2.他是否可以利用这两组数据消除t对实验结果的影响？_(填“是”或“否”)(4)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法_；_.解析：(1)m与触头接触期间，电磁铁应保持磁性存在，故电源用直流电源和交流电源均可，a项错误；实验中要通过小球撞击m断开电路来释放下一小球，故m必须在电磁铁正下方，b项正确；小球下落的高度应为电磁铁下端到m的竖直距离减去小球直径，c项错误；手敲击m瞬间，小球1即开始下落，故应同时开始计时，d项正确(2)hgt2g2所以g m/s29.4 m/s2(3)由h1g2和h2g2可得g，因此可以消去t的影响(4)增加小球下落的高度或多次重复实验，取平均值做为最后的测量结果均能使实验误差减小答案：(1)bd(2)9.4(3)是(4)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值名师心得拱手相赠教学积累资源共享直线运动解题思路与方法1基本公式法公式vv0at；xv0tat2；v2v2ax是研究匀变速直线运动的最基本的公式，合理运用和选择三式中的任意两式是求解运动学问题最常用的基本方法【例1】一物体以v010 m/s的初速度、2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，当速度大小变为v16 m/s时所需时间是多少？位移是多少？物体经过的路程是多少？解析：设初速度方向为正方向，根据匀变速直线运动规律vv0at，有16102t，所以经过t13 s物体的速度大小为16 m/s.由xv0tat2可知这段时间内的位移为x(10132132) m39 m，物体的运动分为两个阶段，第一阶段速度从10 m/s减到0，此阶段位移大小为x1 m25 m，第二阶段速度从0反向加速到16 m/s，位移大小为x2 m64 m，则总路程为lx1x225 m64 m89 m.答案：13 s25 m89 m2平均速度法定义式对任何性质的运动都适用，而只适用于匀变速直线运动此外对匀变速直线运动还有v.【例2】一个小球从斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做匀减速运动，直至停止，它共运动了10 s，斜面长4 m，在水平面上运动的距离为6 m求：(1)小球在运动过程中的最大速度；(2)小球在斜面和水平面上运动的加速度解析：小球在斜面和水平面上均做匀变速直线运动，在斜面底端速度最大，设最大速度为vmax，在斜面上运动的时间为t1，在水平面上运动的时间为t2.则由(t1t2)10 m，t1t210 s，得vmax2 m/s，由公式2axv，代入数据得在斜面上运动的加速度a1 m/s2，在水平面上运动的加速度a2 m/s2.答案：(1)2 m/s(2) m/s2 ms23妙用xat2在匀变速直线运动中，第m个t时间内的位移和第n个t时间内的位移之差xmxn(mn)at2.对纸带问题用此方法尤为快捷【例3】有一个做匀加速直线运动的质点，它在两个连续相等的时间间隔内所发生的位移分别为10 m和16 m，时间间隔为2 s，求该质点运动的加速度a.解析：由xat2，可得a1.5 m/s2.答案：1.5 m/s24假设法假设法是以题设的物理现象及其变化为基础，对物体条件、物体状态或过程进行合理假设，然后根据物理概念和规律求解图11【例4】一个以初速度v0沿直线运动的物体，t秒末的速度为v，其vt图象如图11所示，则关于t秒内物体运动的平均速度，以下说法正确的是()a.d无法确定图12解析：本题我们可以假设物体做初速度为v0，末速度为v的匀变速直线运动，其vt图象如图中的倾斜虚线所示由匀变速直线运动的规律知物体在时间t内的平均速度等于这段时间内的初速度v0与末速度v的算术平均值，即平均速度等于，而物体在t秒内的实际位移比匀变速直线运动在t秒内的位移大，所以，故选项c正确答案：c5极值法有些问题用一般的分析方法求解难度较大，甚至中学阶段暂时无法求出，我们可以把研究过程推向极端情况来加以分析，往往能很快得出结论图13【例5】两个光滑斜面，高度和斜面的总长度相等，如图13所示，两个相同的小球，同时由两个斜面顶端由静止开始释放，不计拐角处能量损失，则两球谁先到达底端？解析：甲斜面上的小球滑到斜面底端的时间很容易求出设斜面高度为h，长度为l，斜面的倾角为.则由lgtsin、sin，解得t1.乙斜面上的小球滑到斜面底端的时间很难直接计算可将乙斜面作极端处理：先让小球竖直向下运动，然后再水平运动，易解得这种运动过程中小球运动的时间为t210 s，可将时间分为前5 s和后5 s与中间的时间t2，经复杂运算得t22 s，再得出t8 s的结论若用逆向的初速度为零的匀加速直线运动处理，将会简便得多视为反向的初速度为零的匀加速直线运动，则最后5 s内通过的路程为x2a5212.5a，最初5 s内通过的路程为x1at2a(t5)2a(10t25)，由题中已知的条件：x1x2115，得(10t25)25115，解得物体运动的总时间t8 s.答案：8 s9比值法对初速度为零的匀加速直线运动，利用匀变速直线运动的基本公式可推出以下几个结论：(1)连续相等时间末的瞬时速度之比为：v1v2v2vn123n(2)t、2t、3t、nt内的位移之比为：x1tx2tx3txnt122232n2(3)连续相等时间内的位移之比为：x1x2x3xn135(2