2010高三物理高考精品讲练系列学案：实验（2）研究匀变速直线运动

用心 爱心 专心 实验实验 2 2 研究匀变速直线运动 研究匀变速直线运动 例 1 根据打点计时器打出的纸带 我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是 A 时间间隔B 位移C 加速度D 平均速度 答案 AB 例 2 一打点计时器固定在斜面上某处 一小车拖着穿过打点计时器的纸带 从斜面上滑下 如右图所示 下图是打出纸带的一段 1 已知打点计时器使用的交变电流频率为 50 Hz 利用上图给出的数据可求出小车下滑的 加速度 a 2 为了求出小车在下滑过程中所受的阻力 还需测量的物理量有 用测得的量及加速度 a 表示阻力的计算式为 f 答案 1 4 m s2 2 测出斜面上任意两点间的距离 L 及这两点的高度差 h 和小车质量 m mg L h ma 题型题型 器材巧用器材巧用 例 3 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时的角速度 实验器材 电磁打点计时 器 米尺 纸带 复写纸片 实验步骤 1 如图上图所示 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 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 某次实验测得圆盘半径 r 5 50 10 2 m 得到的纸带的一段如下图所示 求得角速度为 用心 爱心 专心 答案 nTr L 式中 T 为电磁打点计时器打点的周期 r 为圆盘的半径 L 是用米尺测量的 纸带上选定的两点间的长度 n 为选定的两点间的打点周期数 6 97 rad s 1 在研究匀变速直线运动的实验中 算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格所示 为了 算出加速度 合理的方法是 计数点序号 123456 计数点对应时刻 s 0 10 20 30 40 50 6 通过计数点的速度 cm s 1 44 062 081 0100 0110 0168 0 A 根据任意两计数点的速度公式 a t v 算出加速度 B 根据实验数据 画出 v t 图象 量出其倾角 由公式 a tan 算出加速度 C 根据实验数据 画出 v t 图象 由图线上任意两点所对应的速度 用公式 a t v 算出加 速度 D 依次算出通过连续两计数点间的加速度 算出平均值作为小车的加速度 答案 C 2 在使用打点计时器时 发现打点计时器打点周期不稳定 其原因可能是 A 交流电压不稳定 B 永久磁铁磁性太弱 C 电源的频率不稳定D 振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差 答案 CD 3 如图右所示 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 用心 爱心 专心 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 答案 BD 4 在 研究匀变速直线运动 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 6 个计数点 A B C D E F 相邻两计数点之间还 有四个点未画出 各点到 A 点的距离依次是 2 0 cm 5 0 cm 9 0 cm 14 0 cm 20 0 cm 1 根据学过的知识可以求出小车在 B 点的速度为 vB m s CE 间的平均速度 m s 2 以打 B 点时为计时起点 建立 v t 坐标系如图所示 请在图中作出小车运动的速度与时 间的关系图线 3 根据图线可得小车运动的加速度为 m s2 答案答案 1 0 25 0 45 2 如下图所示 3 1 5 某同学用如左图所示装置测量重力加速度 g 所用交流电频率为 50 Hz 在所选纸带上取某 点为 0 号计数点 然后每 3 个点取一个计数点 所有测量数据及其标记符号如右图所示 用心 爱心 专心 该同学用两种方法处理数据 T 为相邻两计数点的时间间隔 方法 A 由 g1 2 12 T ss g2 2 23 T ss g5 2 56 T ss 取平均值g 8 667 m s2 方法 B 由 g1 2 14 3T ss g2 2 25 3T ss g3 2 36 3T ss 取平均值g 8 673 m s2 从数据处理方法看 在 s1 s2 s3 s4 s5 s6中 对实验结果起作用的 方法 A 中有 方 法 B 中有 因此 选择方法 A 或 B 更合理 这样可以减少实验的 系统或偶然 误差 本实验误差的主要来源 有 试举出两条 答案 s1 s6 s1 s2 s3 s4 s5 s6 B 偶然 阻力 空气阻力 振针的阻力 限 位孔的阻力 复写纸的阻力等 交流电频率 长度测量 数据处理方法等 6 某同学用图右所示的实验装置研究小车在斜面上的运动 实验步骤如下 a 安装好实验器材 b 接通电源后 让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动 重复 几次 选出 一条点迹比较清晰的纸带 舍去开始密集的点迹 从便于测量的 点开始 每两个打点间隔取一个计数点 如下图中 0 1 2 6 点所示 c 测量 1 2 3 6 计数点到 0 计数点的距离 分别记作 s1 s2 s3 s6 d 通过测量和计算 该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动 e 分别计算出 s1 s2 s3 s6与对应时间的比值 t s t s t s t s 6 6 3 3 2 2 1 1 f 以 t s 为纵坐标 t 为横坐标 标出 t s 与对应时间 t 的坐标点 画出 t s t 图线 结合上述实验步骤 请你完成下列任务 用心 爱心 专心 1 实验中 除打点计时器 含纸带 复写纸 小车 平板 铁架台 导线及开关外 在下 面的仪器和器材中 必须使用的有 和 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 F 重锤 2 将最小刻度为 1 mm 的刻度尺的 0 刻线与 0 计数点对齐 0 1 2 5 计数点所在位置如 下图所示 则 s2 cm s5 cm 3 该同学在右图中已标出 1 3 4 6 计数点对应的坐标点 请你在该图中标出与 2 5 两 个计数点对应的坐标点 并画出 t s t 图线 4 根据 t s t 图线判断 在打 0 计数点时 小车的速度 v0 m s 它在斜面上运动的 加速度 a m s2 答案 1 A C 2 2 98 2 97 2 99 13 20 13 19 13 21 3 如下图所示 4 0 18 0 16 0 20 4 80 4 50 5 10 检 测 用心 爱心 专心 1 从高为 5 m 处以某一初速度竖直向下抛出一个小球 再与地面相碰后弹起 上升到高为 2 m 处被接住 则在这段 过程中 A 小球的位移为 3 m 方向竖直向下 路程为 7 m B 小球的位移为 7 m 方向竖直向上 路程为 7 m C 小球的位移为 3 m 方向竖直向下 路程为 3 m D 小球的位移为 7 m 方向竖直向上 路程为 3 m 答案 A 2 一煤块由静止放到水平向右匀速运动的白色传送带上 煤块在传送带上划出一段黑色的痕 迹 若以传送带为参考系 则煤块在传送带上划痕的过程可描述为 A 向右做匀加速运动B 向右做匀减速运动 C 向左做匀减速运动 D 向左做匀加速运动 答案 C 3 如图所示为一物体沿南北方向 规定向北为正方向 做直线运动的速度 时 间图象 由图可知 A 3 s 末物体回到 t 0 时的位置 B 3 s 末物体的加速度方向发生变化 C 物体所受合外力的方向一直向南 D 物体所受合外力的方向一直向北 答案 D 4 2009 兰州模拟兰州模拟 如图所示是物体在某段运动过程中的 v t 图象 在 t1和 t2时刻的瞬 时速度分别为 v1和 v2 则时间由 t1到 t2的过程中 A 加速度增大B 加速度不断减小 C 平均速度 v 2 21 vv D 平均速度 v 2 21 vv 答案 B 5 物体沿一直线运动 它在某段时间内中间位置处的速度为 v1 在中间时刻的速度为 v2 则以 下说法正确的是 用心 爱心 专心 A 当物体做匀加速直线运动时 v1 v2 B 当物体做匀减速直线运动时 v1 v2 C 当物体做匀加速直线运动时 v1 v2 D 当物体做匀减速直线运动时 v1gs 则两物体在 b 上升过程中相遇 B 若 v0 gs 则两物体在地面相遇 C 若 2 gs v0 gs 则两物体在 b 下降途中相遇 D 若 v0 2 gs 则两物体不可能在空中相遇 答案 ACD 9 如图所示 A B 两物块边长均为 L 1 m A 的下端和 B 的上端相距 s 20 m 若 A B 用心 爱心 专心 同时运动 A 做自由落体运动 B 做竖直上抛运动 初速度 v0 40 m s g 取 10 m s2 求 1 A B 两物块何时相遇 2 从相遇开始到分离所需的时间 答案 1 0 5 s 2 0 05 s 10 在同一水平面上 一辆小车从静止开始以 1 m s2的加速度前进 有一人在车后与车相距 s0 25 m 处 同时开始以 6 m s 的速度匀速追车 人与车前进方向相同 则人能否追上车 若追不上 求 人与车的 最小距离 答案 人追不上车 7 m 11 如果公路上有一列汽车车队以 10 m s 的速度正在匀速行驶 相邻车间距为 25 m 后面有一 辆摩托车以 20 m s 的速度同向行驶 当它距离车队最后一辆车 25 m 时刹车 以 0 5 m s2 的加速度做匀减速运动 摩托车在车队旁边行驶而过 设车队车辆数足够多 求 1 摩托车最多与几辆汽车相遇 最多与车队中汽车相遇几次 2 摩托车从赶上车队到离开车队 共经历多长时间 答案 1 4