2013高考物理一轮总复习专题训练 实验 研究匀变速直线运动（含解析）

第第 4 4 课时课时 实验实验 研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 1 图 1 4 9 如图 1 4 9 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 vv 化得更快 故a甲 a乙 选项 C 错 D 对 答案 BD 2 图 1 4 10 图 1 4 11 某同学在做 探究小车速度随时间变化的规律 的实验时 打点计时器所用电源的频率 是 50 Hz 在实验中得到一条点迹清晰的纸带 他把某一点记作O 再选依次相邻的 6 个 点作为测量点 分别标以A B C D E和F 如图 1 4 10 所示 1 如果测得C D两点相距 2 70 cm D E两点相距 2 90 cm 则在打D点时小车的速度 是 m s 2 该同学分别算出打各点时小车的速度 然后根据数据在v t坐标系中描点 如图 1 4 11 所示 由此可求得小车的加速度a m s2 解析 1 根据匀变速直线运动的规律 打D点的速度等于CE段的平均速度 即 vD m s 1 40 m s CE 2T 5 60 10 2 2 0 02 2 根据描点作一条过原点的直线 直线的斜率即为小车的加速度 图象如图所示 求出加速度为 5 00 m s2 答案 1 1 40 2 5 00 3 图 1 4 12 某同学让重锤做自由落体运动 利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速 度 该同学在实验中得到 6 条纸带 如图 1 4 12 所示为其中一条 在纸带上取 6 个计 数点 两个相邻计数点间的时间间隔为T 0 02 s 其中 1 2 3 点相邻 4 5 6 点相 邻 在 3 点和 4 点之间还有若干个点 x1是 1 3 两点的距离 x3是 4 6 两点的距离 x2是 2 5 两点的距离 1 测x1 x2 x3后 点 2 速度的表达式v2 2 该同学测得的数据是x1 4 00 cm x2 19 30 cm x3 8 72 cm 根据数据求出重力 加速度g m s2 保留三位有效数字 3 测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是 解析 1 平均速度 2 即为计数点2 的瞬时速度 v x1 2T 2 点 2 的速度为v2 点 5 的速度为v5 由v v 2ax2 代入数据得a 9 72 x1 2T x3 2T2 52 2 m s2 3 由于阻力作用 测量值小于真实值 答案 1 x1 2T 2 9 72 3 阻力作用 4 图 1 4 13 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 1 4 13 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间的平均速度为 m s 2 以打B点时为计时起点 建立v t坐标系如右图所示 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 解析 1 相邻两个计数点间的时间间隔为 0 1 s 所以vB m s 0 25 m s xAC 2 0 1 0 05 0 2 CE m s 0 45 m s v xCE 2 0 1 0 14 0 05 0 2 2 v t图象如右图所示 3 在v t图象中 图线的斜率表示加速度 即a m s2 1 m s2 0 55 0 25 0 3 答案 1 0 25 0 45 2 图见解析 3 1 5 在 研究匀变速直线运动 的实验中 用打点计时器记录纸带运动的时间 计时器所用 电源的频率为 50 图为小车带动的纸带上记录的一些点 在每相邻两点间都有四个点未 画出 按时间顺序取 0 1 2 3 4 5 六个点 用米尺量出 1 2 3 4 5 点到 0 点的 距离如图 1 4 14 所示 图 1 4 14 1 小车做什么运动 2 若小车做匀变速直线运动 那么当打第 3 个计数点时小车的速度为多少 小车的加速 度为多少 解析 1 小车做匀变速直 线运动 纸带上打下的点记录了小车的运动情况 计数点的时 间间隔为T 0 02 5 s 0 1 s 设 0 1 间的距离为x1 1 2 间的距离为x2 2 3 间的距 离为x3 3 4 间的距离为x4 4 5 间的距离为x5 则 相邻的位移差 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 x5 x4 aT2 所以小车做匀减速运动 2 利用匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度 则小车在 第 3 个计数点时的速度为 v3 50 4 cm s x3 x4 2T 利用逐差法求解小车的加速度为 a a1 a2 2 其中a1 a2