高中物理力学实验研究匀变速直线运动.doc

【实验一】研究匀变速直线运动

一、 高考题：
1、（2023广东卷）（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点相应的速度是________(计算结果保存三位有效数字)。
ks5uks5uks5u
答案：①0.02s，②0.70cm，0.100m/s
解析：
（1）①
②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm
故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm

2、（2023广东卷）图14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表达．
① OD间的距离为________cm．
② 图15是根据实验数据绘出的s-t2 图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表达________，其大小为________m/s2（保存三位有效数字）．

解析：（1）答案：1.20 a/2 0.933
① 要估读一位，②s=v0t+at2，斜率为a/2
【实验一】研究匀变速直线运动
1、（2023广东卷）（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点相应的速度是________(计算结果保存三位有效数字)。
ks5uks5uks5u
答案：①0.02s，②0.70cm，0.100m/s
解析：
（1）①
②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm
故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm

2、（2023广东卷）图14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表达．
① OD间的距离为________cm．
② 图15是根据实验数据绘出的s-t2 图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表达________，其大小为________m/s2（保存三位有效数字）．

解析：（1）答案：1.20 a/2 0.933
① 要估读一位，②s=v0t+at2，斜率为a/2
②

3（09·广东理科基础） “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50Hz)，得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间尚有四个点未画出来，下列表述对的的是高 （ C ）
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍
C．从纸带可求出计数点B相应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s

解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时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，可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有，C对；由于相邻的计数点之间尚有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。

4、(2023广东物单)如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边沿的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。

（a）

2.72
2.82
2.92
2.98
2.82
2.62
2.08
1.90
1.73
1.48
1.32
1.12
单位：cm
a
b
c
图11 （b）

⑴根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保存两位有效数字）
⑵打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度也许出现在b段纸带中的_________。
⑶假如取重力加速度10 m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。

答案：⑴5.0 m/s2（结果是4.8 m/s2的得1分）解析：（1）c段小车做匀减速直线运动，由，则5.0 m/s2
⑵D4D3区间内（2）小车运动的最大速度也许出现在b段纸带中的区间内。

⑶1:1
5、（2023广东物单)如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表达小车运动过程的一条清楚纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保存两位有效数字）。
S1 S2 S3 S4 S5 S6
A
图7

答案0.86，，0.64

6、(2023广东物单)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。
实验环节：
（1） 如图1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） 通过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
①由已知量和测得量表达的角速度的表达式为=
式中各量的意义是：
②某次实验测得圆盘半径r =5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为: .

图1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
图2
单位：cm

[答案]：（1） T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别相应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。
（2）6.8 /s

7．(2023·重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不妥，纸带被污染，如下图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离；xA＝16.6 mm，xB＝126.5 mm，xD＝624.5 mm.
]
若无法再做实验，可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；
(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)；
(3)物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表达)．
解析：　(1)因相邻的两计数点间尚有4个计时点，故t＝5T＝0.1 s.
(2)由匀变速直线运动的特点可知：vC＝＝×10－3＝2.5 m/s.
(3)设xB－xA＝x1，xC－xB＝x2，xD－xC＝x3，则x3－x1＝2at2，x2－x1＝at2，即x3＋x2－2x1＝3at2，t＝5T＝，故xD－3xB＋2xA＝，所以a＝.
答案：　(1)0.1　(2)2.5　(3)f2

二、模拟题：
（2023惠州三模）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
①电火花计时器的工作电压为 ，频率 。

②打出的纸带如图所示，实验时纸带的 端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）

③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为 m/s2。
④本地的重力加速度数值为9.8 m/s2，请列出测量值与本地重力加速度的值有差异的重要因素 。
答案：①交流220 V，50 Hz；
（每空1分，没说明交流、漏单位或单位错均不得分，用文字单位不扣分，共2分）
②乙（1分）
③9.4（4分）
④空气阻力、摩擦阻力；（每答对一点得1分，共2分）

（2023江门调研）①用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）测定某工件的宽度，如图所示，此工件的宽度为____mm。

② 某同学在探究加速度与力的关系时，得到的一条清楚纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s，共中S1=7.05 cm、S2=7.68cm, S3=8.33 cm、S4=8.95 cm、S5=9.61 cm、S6=10.26 cm，则A点处瞬时速度的大小是 m/s，小车运动的加速度计算表达式为 ，加速度的大小是 m/s2。（结果保存两位有效数字）

答案：①23.44mm。
②0.864m/s， ， 0.64m/s2。
（2023肇庆一模）某同学用如右图所示的装置测定本地的重力加速度：
①电火花计时器的工作电压是_____，频率________；
②打出的纸带如下图所示，实验时纸带的______端是和重物相连接；（选填“甲”或“乙”）
③纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据算出本地的重力加速度是______ ；
④若本地的重力加速度真实数值是9.8 m/s2，请任意写出一个测量值与真实值有差异的因素__________；
⑤本次实验测量的相对误差为__________．（保存两位有效数字）

答案：①220v(1分，没有单位的不得分) 50 (1分，没有单位的不得分)
②乙(1分)
③9.4m/s2(3分，没有单位的不得分)
④纸带受到摩擦阻力和空气阻力(2分)
⑤4.1%(2分)
(2023珠海5月份模拟）①甲图是一把游标卡尺的示意图，该尺的读数为________cm。
②打点计时器是力学中常用的_______仪器，如图用打点计时器记录小车的匀加速直线运动，交流电周期为T=0.02s,每5个点取一个读数点，测量得AB=3.01cm，AC=6.51cm，AD=10.50cm，AE=14.99cm，AF=20.01cm，AG=25.50cm,则B点的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为_______m/s2。（本小题计算规定保存三位有效数字）

答案：①5.240或5.235　②计时　0.326 0.500

4.2mm
19.4mm
A
B
（2023深圳一模）用落体法研究机械能守恒定律的实验中，某同学按照对的的操作选得纸带，但在解决纸带的过程中不小心把纸带撕成三个小段，并丢失了中间段的纸带，剩下的两段纸带如图所示.已知电源的频率为50Hz，在纸带上打出的各点间距离记录在下图中.

①A、B两点间的平均速度是______m/s；
②丢失的中间段纸带上有______个点；
③由这两段纸带可以求得本地的重力加速度g=_____m/s2．

答案：①0.21m/s ……2分 ②2 …… 3分 ③9.5 m/s2 ……3分
(2023茂名一模）某实验小组用图甲装置测自由落体的加速度。其操作环节如下：

A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．闭合开关接通电源，同时释放悬挂纸带的夹子打出一条纸带；
D．反复环节 C几次，从打出的纸带中选取较抱负的一条，测出纸带上连续一些点的距离如图乙所示。
E．根据测量的数据算出重力加速度。
以上环节中有错误，指出其错误环节(填代号)并改正之： ，图乙中记录错误的数据是 。用这种方法测出的重力加速度总比实际的重力加速度小，其因素是 。
答案：B，“直流”改为“交流”；C，“同时”改为“然后” (4分)；4.8(2分)；纸带和重锤受到阻力作用
（2023广东六校联考）如图10是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，每两个计数点之间有4个点未画出，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果．所接电源是频率为f=50Hz的交流电．
O
A
B
C
D
E
F
cm
s1
2.80
4.40
s2
5.95
s3
7.57
s4
9.10
s5
10.71
s6
图10
（1）两个相邻计数点间的时间间隔 s.
（2）计算打计数点B时小车的速度vB=______m/s．（结果保存3位有效数字）
（3）物体的加速度的计算式______（用题目中已知字母表达）.
答案：（1）0.1 （2）0.518
（3） 或