07 实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度)-2026版高考物理一轮复习

《全品选考复习方案》实验一测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度)1.图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:(1)图乙是电火花计时器(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是交流220V(填“交流8V”“交流220V”或“四节蓄电池”);

(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是B;

ABC(3)该同学用打点计时器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,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,交流电频率为50Hz.①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下F点时小车的瞬时速度,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)速度vBvCvDvEvF数值(m/s)0.4000.4790.5600.6400.721

②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线;[答案]如图所示③由速度—时间图像可得小车的加速度为0.80m/s2(0.75~0.85m/s2范围内均可).(结果保留两位小数)

[解析](1)图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器,电火花计时器电源采用的是交流220V.(2)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调节至使细线与长木板平行,故选B.(3)①相邻计数点间的时间间隔为T=5f=0.1s,小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即vF=xEG2T=6.80+7.622×0.1×10-2③v⁃t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为a=ΔvΔt=0.8−0.320.6m/s2=0.80m/s2.某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带的一部分如图甲所示,纸带上两相邻计数点的时间间隔T=0.10s.该同学将纸带从每个计数点处截断,得到6条短纸带,再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上,以纸带下端为横轴建立直角坐标系,并将刻度尺边缘紧靠纵轴,其示数如图乙所示.(以下结果均保留2位有效数字)(1)打下计数点“2”时,小车的速度大小为0.47m/s.

(2)小车的加速度大小为0.70m/s2.

(3)在此实验中,若该同学所用交流电的频率小于50Hz,则加速度的测量值>(选填“>”“=”或“<”)真实值.

[解析](1)依据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,打下计数点“2”时,小车的速度大小v2=x12+x23(2)由逐差法可得a=[(7.72+7.10+6.45)−(5.70+5.00+4.30)]×10−2m9T(3)频率变小,打点周期变长,即实际两点间时间大于0.10s,故加速度的测量值会偏大.3.某同学采用如图甲所示的装置测量瞬时速度.将气垫导轨一端垫高,在底端装上光电门,带遮光条的滑块从高处由静止释放,宽度为d的遮光条通过光电门的遮光时间为t,当d足够小时,可用平均速度v=dt表示遮光条经过光电门时的瞬时速度请完成下列实验内容:(1)某次实验,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙,则d=0.06cm;

(2)改变并测量遮光条的宽度,重复实验,每次释放滑块时,保证遮光条的前端对应同一位置,记录遮光时间t,求出对应的平均速度v,根据得到的实验数据,在图丙的坐标系中描点;(3)根据所描的点,在图丙中作出v随t变化的图线;[答案]如图所示(4)结合v⁃t线,可求得遮光条宽度d趋于0时,经过光电门光线的瞬时速度v=2.244m/s.(保留三位小数)

[解析](1)遮光条的宽度d=0cm+6×0.1mm=0.06cm.(3)使尽可能多的点落在直线上,如图所示.(4)遮光条宽度d趋于0时,即遮光时间趋于0时,图中直线与纵轴的交点即为经过光电门光线的瞬时速度,结合数学知识得v≈2.244m/s.4.一位学生设计了一个测定自由落体加速度的实验.如图所示,在一个敞口容器的底部插入一根细橡皮管,并装上一个夹子,在其下方地面上放一个金属盘子.调节夹子的松紧,以使第1个水滴落入盘中的瞬间,第2个水滴正好从管口落下.调节好后以某次水滴落入盘中瞬间开始计时,此后水滴落入盘中依次记数为1、2、3、…,待计数到100时测得经过的时间为40s,再用米尺量出管口至盘子的高度为78.2cm.回答下列问题:(1)相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为T=0.4s.

(2)重力加速度为g=9.78m/s2(计算结果保留三位有效数字).

(3)该同学测量重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略小,原因可能是A(填选项前的字母).

A.空气对水滴有阻力的作用B.测得水滴下落的时间间隔偏小[解析](1)相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为T=4