高三物理满分秘籍力学实验：测定匀变速直线运动的加速度

试卷第=page66页，总=sectionpages66页试卷第=page55页，总=sectionpages66页力学实验：测定匀变速直线运动的加速度111．一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图所示。纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是cm。（1）0~6点之间的平均速度是______m/s，（2）打点计时器打标号为4计数点时小车的瞬时速度是______m/s。

2．某同学用电磁打点计时器做“测量匀变速直线运动的加速度”的实验。（1）打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的_____，还能够记录____。（2）在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填入横线上_____。A.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面C.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连接好电路D.换上新的纸带，再重做两次E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。（3）在做研究匀变速直线运动规律的实验时，某同学得到一条纸带，如图，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为s，且s1=0.96cm，s2=2.88cm，s3=4.80cm，s4=6.72cm，s5=8.64cm，s6=10.56cm，可以计算此纸带的加速度大小为_____m/s2；打第四个计数点时纸带的速度大小为____m/s。3．利用图甲装置可以测量滑块的加速度。气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两个光电传感器1、2，滑块上固定一遮光条。若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条分别经过光电传感器1、2后，通过计算机可以得到电压U随时间t的变化图像。（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U随时间t变化的图像如图乙所示，则需将气垫导轨左侧___________（选填“调高”或“调低”）（2）用游标卡尺测量遮光条宽度，测量结果如图丙所示，则d=___________mm（3）若图乙是正确操作所得图像，则滑块运动的加速度大小的表达式为a=___________（用d、t1、t2和t表示，且t1、t2均远小于t）4．在测定匀变速直线运动的加速度实验中：（1）在实验过程中，使用电磁打点计时器时，应___________（请选择“先释放纸带，再接通电源”、“先接通电源，再释放纸带”）（2）在下列给出的器材中，选出实验不需要的器材填在下方的横线上。①电磁打点计时器；②天平；③低压交流电源；④低压直流电源；⑤细线和纸带；⑥钩码和小车；⑦秒表；⑧一端有定滑轮的长板；⑨刻度尺。选出不需要的器材有___________。（填选项序号即可）（3）下图为接在周期为T=0.02s低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。由图中的数据可求得：①该物体的加速度为___________m/s2.（保留两位有效数字）②第3个记数点与第2个记数点的距离约为___________cm。（保留三位有效数字）③打第2个记数点时该物体的速度约为___________m/s。（保留两位有效数字）5．在探究匀变速直线运动规律的实验中：（1）已知计时器打点的时间间隔为0.02s，该同学按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm，打C点时纸带的速度大小为_____m/s，该运动的加速度大小为____m/s2。（本题保留两位小数）（2）若实验时电源实际频率稍大于50Hz，则速度测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）速度真实值。（3）如果当时电网中交变电流的电压变成230V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）6．如图是研究物体做匀变速直线运动的实验得到的一条纸带（实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz），从0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＝5.18cm，x2＝4.40cm，x3＝3.62cm，x4＝2.78cm，x5＝2.00cm，x6＝1.22cm。（计算结果均保留两位有效数字）打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3＝____________m/s。物体的加速度大小a＝________m/s2，方向________（选填“A→B”或“B→A”）。7．（1）在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，除电火花打点计时器（含纸带）、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______；（填选项代号）A．电压可调的直流电源B．220V的交流电源C．4到6V的交流电源D．秒表E．天平F．刻度尺（2）某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器接入频率为50Hz的交流电时，记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未标出。

①求出小车运动的加速度大小为______m/s2；（保留3位有效数字）②试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表。（保留3位有效数字）vBvCvDvEvF数值（m/s）______0.4790.5600.640______③以打下A点时为计时起点，在坐标纸上作出小车的速度—时间图像______。

8．在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交流电源上。某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序选取A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间还有四个点），从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带底部对齐、相互紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示。(1)将每一段纸带的右上端连接起来，得到一条倾斜的直线，如图所示，可知该物体做___________直线运动，若直线与-x方向的夹角越小，说明物体运动的加速度___________（填“越大”或“越小”）。(2)从第一个计数点A开始计时，为求出0.15s时刻物体的瞬时速度，需要测出哪段纸带的长度？答：___________段纸带（填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”）。(3)若测得a段纸带的长度为8.0cm，d段纸带的长度为2.0cm，则可求出加速度的大小为___________m/s2。（结果保留两位有效数字）9．在高中物理实验中，打点计时器是很重要的实验器材。

（1）力学实验中经常用到如图所示的实验装置，完成下列哪些实验可用该实验装置___________（填写选项前面的字母）。A．探究物体的加速度与合外力质量的关系B．研究匀变速直线运动C．验证动量守恒定律（2）在利用该装置的实验中，经常需要用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，让装有纸带的小车放在木板上，在___________（选填“挂”或“不挂”）小桶并且计时器___________（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力的影响。下列哪些实验必须平衡摩擦力___________（填写选项前面的字母）。A．探究物体的加速度与合外力、质量的关系B．研究匀变速直线运动C．验证动量守恒定律10．如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置

（1）图甲所示的打点计时器使用______（选填“交流6V”或“交流220V”）电源；（2）在此实验中______（选填“必须”或“不需要”）平衡摩擦力；（3）盘和盘中砝码的总质量为m。第一次实验时小车上有2个砝码，根据实验获得的数据得到图乙中的图线①；第二次实验时，保持盘和盘中砝码的总质量不变，______，根据实验获得的数据得到图乙中的图线②。答案第=page44页，总=sectionpages55页答案第=page55页，总=sectionpages55页参考答案1．0.6760.834【详解】（1）[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据平均速度的定义式得，0~6点之间的平均速度为（2）[2]根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小为2．位移时间间隔ACBFED1.920.768【详解】（1）[1][2]打点计时器是使用交流电源的计时仪器，它记录了运动物体在一定时间的位移，因此根据打点计时器打在纸带上的点，可以知道物体运动的时间以及在改时间内发生的位移。（2）[3]实验时应先组装器材，顺序为：ACBF，然后进行实验，顺序为：ED，所以操作顺序为：ACBFED。（3）[4]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据△x=aT2，结合逐差法得a==1.92m/s2[5]在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有v4==0.768m/s【点睛】本题考查了实验的具体操作细节，要加强实验的实际操作，不能单凭背实验来解答实验问题，对于纸带问题的处理，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，提高应用基本规律解答实验问题的能力。3．调高10.50或【详解】（1）[1]由图可知经过相同遮光片宽度的位移用的时间在减少，则速度在变大，物体做加速运动，故气垫导轨左侧需要调高；（2）[2]游标卡尺的读数为主尺读数加上游标尺的读数，主尺的读数为10mm，游标尺的读数为则游标卡尺的读数为（3）[3]滑块经过第一个遮光片的速度为滑块经过第一个遮光片的速度为则加速度为4．先接通电源，再释放纸带②④⑦0.744.36.0.40【详解】（1）[1]电磁打点计时器使用低压交流电源；使用打点计时器时，应先接通电源，再拉动纸带。（2）[2]在本实验中不需要测量小车或砝码的质量因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交流电源，因此低压直流电源本实验中不需要，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表。故选②④⑦。（3）[3]设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；两个点之间的时间间隔根据解得[4]根据解得[5]第2个记数点时该物体的速度5．小于不变【详解】(1)[1].利用匀变速直线运动的推论有[2]根据(2)[3].若实验后发现,实际所用交流电的频率大于50Hz，则打点周期小于0.02s,故若计算时仍用0.02s带入，可知速度测量值小于真实值；(3)[4]电网电压变化，并不改变打点的周期，故加速度的测量值与实际值相比不变。6．【详解】[1]匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度，则[2]物体的加速度大小[3]由纸带数据可看出，物体做匀减速直线运动，所以加速度方向由。7．BF0.8010.4000.721见解析【详解】（1）[1]在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，除题中提供的仪器和器材外，还必须使用的有电火花打点计时器需要接的“220V的交流电源”，以及用来测量纸带上所打的点与点之间距离的“刻度尺”，故选B，F。（2）①[2]每两个相邻的计数点之间还有4个点未标出，故相邻计数点之间的时间间隔为根据逐差法，可求得小车加速度大小为②[3][4]根据匀变速直线运动规律可得③[5]利用题中表格数据，描点，连线如下图所示

8．匀减速越小b2.0【详解】(1)[1]根据，纸带宽度相同表示时间T不变，相邻纸带的长度差相同表示Δx不变，则物体的加速度不变，物体做匀变速运动；又因为相同时间内的位移逐渐减小，所以物体做匀减速直线运动。[2]该图像可以看作为v-t图像，若直线与-x方向的夹角越小，斜率越小，说明物体运动的加速度越小；(2)[3]0.15s时刻物体的瞬时速度，等于0.1s～0.2s时间内的平均速度，0.1s～0.2s时间内的位移恰好等于b段纸带的长度；(3)[4]加速度大小为9．AB不挂打点A【详解】（1）[1]利用小车和打点计时器的实验装置，可以完成的实验有：探究加速度与物体合外力、物体质量的关系；研究匀变速直线运动。不能完成的实验是：验证动量守恒定律。故选AB。（2）[2][3]平衡摩擦力时，在不挂小桶并且计时器打点的情况下完成。[4]探究加速