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2022年高中物理 自助練習 自由落體運動 新人教版必修1

上傳人:xt****7 文檔編號:105305456 上傳時間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):3 大小:109.02KB
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1、2022年高中物理 自助練習 自由落體運動 新人教版必修1 重力加速度的測量 研究自由落體運動通常有兩種方法:用打點計時器研究自由落體運動和用頻閃攝影法研究自由落體運動。研究的原理和過程與前面對小車運動的研究相同,在對紙帶或照片進行數(shù)據(jù)處理,計算物體運動的加速度時,可以有下面兩種方法: (1)圖象法求重力加速度 以打點計時器研究自由落體運動為例,對實驗得到如圖2-4-1所示的紙帶進行研究。 根據(jù)勻變速直線運動的一個推論:在一段時間t內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度,有v1=(x1+x2)/2T, v2=(x2+x3)/2T……求出各計數(shù)點的瞬時速度后,由加速度的定義:a=Δ

2、v/Δt計算出該物體做勻變速直線運動的加速度;或選好計時起點作v-t圖象,圖象的斜率即為該勻變速直線運動的加速度。 (2)逐差法求重力加速度 圖2-4-1中x1、x2、x3、…、xn是相鄰兩計數(shù)點間的距離,Δx表示兩個連續(xù)Error! Reference source not found.相等的時間里的位移之差,即Δx1= x2-x1, Δx2= x3-x2, ……T是兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔且T=0.02n(n為兩相鄰計數(shù)點間的間隔數(shù))。 設(shè)物體做勻變速直線運動經(jīng)過計數(shù)點0時的初速度為v0,加速度為a,由位移公式得: x1= v0T+aT2/2,x2= v1T+aT2/2,又因為v1=

3、v0+aT,所以Δx= x2-x1= aT2。因為時間T是個恒量,物體的加速度a也是個恒量,因此,Δx必然是個恒量。這表明,只要物體做勻變速直線運動,它在任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差就一定相等。 根據(jù)x4-x1= (x4-x3)+ (x3-x2)+ (x2-x1)=3aT2,可得: a1=(x4-x1)/3T2,同理可得:a2=(x5-x2)/3T2 ;a3=(x6-x3)/3T2。 加速度的平均值為: a=(a1+a2+a3)/3=[(x4-x1)/3T2+(x5-x2)/3T2+(x6-x3)/3T2]/3 =[( x4+x5+x6)- ( x1+x2+x3)

4、] /9T2 這種計算加速度的方法叫做“逐差法”。 如果不用此法,而用相鄰的各x值之差計算加速度再求平均值可得: a=[(x2-x1)/T2+(x3-x2)/T2+(x4-x3)/T2+(x5-x4)/T2+(x6-x5)/T2]/5=(x6-x1)/5T2 比較可知,逐差法將x1到x6各實驗數(shù)據(jù)都利用了,而后一種方法只用上了x1和x6兩個實驗數(shù)據(jù),所以失去了多個數(shù)據(jù)正負偶然誤差互相抵消的作用,算出的a值誤差較大,因此實驗中要采用逐差法。 1.一物體做自由落體運動,以下說法正確的是 A. 初速度V0=0 B. 物體只受重力作用 C. 物體在第2s內(nèi)下落的距離為20m

5、(g=10m/s2) D. 當空氣阻力遠小于重力時,物體由靜止下落的運動可以近似看作自由落體運動 2. 關(guān)于自由落體運動,下列說法正確的是 A. 某段時間的中間時刻的速度等于這段時間初速度與末速度和的一半 B. 某段位移的中點位置的速度等于這段時間初速度與末速度和的一半 C. 在任何相等時間內(nèi)速度變化相同 D. 在任何相等時間內(nèi)位移變化相同 3.自由下落的物體,它下落一半高度所用的時間為t,則全程所用的時間是( ) A. t /2 B.2t C. t /2 D.t 4、甲物體的重力是乙物體的3倍,在同一高度處同時自由下落,則下

6、列說法中正確的是 ( ) A.甲比乙先著地 B.甲比乙的加速度大 C.甲乙同時著地 D.無法確定誰先著地 答案:1—4:ABD AC D C 典型例題(注意解題的規(guī)范性) [例1]如圖所示,物體P從光滑的斜面上的A點由靜止開始運動,與此同時小球Q在C點的正上方h處自由落下,P途經(jīng)斜面底端B點后以不變的速率繼續(xù)在光滑的水平面上運動,在C點恰好與自由下落的小球Q相遇,已知AB=BC=l,h=4.5l,重力加速度為g,不計空氣阻力,求: (1)兩球經(jīng)多長時間相遇?(用g和l表示) (2)斜面的傾角θ等于多大?(提示

7、:物體沿光滑斜面下滑時加速度為) 解析:(1)對Q:? ????????1分 ????????? ????????1分 (2)對P:設(shè)滑到低端速度為 ????? 1分???? ??????1分? 1分 ?????? ?????????????1分????? ????????1分 ??????? ???? ????????????????1分 ???????? 1分 【例2】.某同學用題圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率 為50 Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點,然后每3個點取一個計數(shù)點,所以測量數(shù)據(jù)及其標記符號如題圖所示。 該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計

8、數(shù)點的時間間隔): 方法A:由,……,取平均值=8.667 m/s2; 方法B:由,取平均值=8.673 m/s2。 從數(shù)據(jù)處理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,對實驗結(jié)果起作用的,方法A中有__① ;方法B中有_____②_____。因此,選擇方法______③_____(A或B)更合理,這樣可以減少實驗的 ④ (系統(tǒng)或偶然)誤差。本實驗誤差的主要來源有______⑤______(試舉出兩條)。 【解】 ①S1, S6 或 37.5, 193.5 ; ②S1, S2, S3, S4, S5, S6 或 37.5, 69.0 , 100.5, 131.5 , 163.0, 193.5; ③B ; ④偶然; ⑤阻力(空氣阻力,振針的阻力,限位孔的阻力,復(fù)寫紙的阻力等),長度測量等。

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