《2020屆高考物理總復習 作業(yè)4 實驗一 研究勻變速直線運動（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020屆高考物理總復習 作業(yè)4 實驗一 研究勻變速直線運動（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、作業(yè)4　實驗一　研究勻變速直線運動 　 　　　　　　　　　　　 6 1.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：________． A．把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面 B．把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路 C．再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車 D．把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面 E．把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，

2、重復三次 F．從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個起始點，并把每打五個點的時間作為時間單位．在選好的起始點下面記作0，往后第五個點作為計數(shù)點1，依次標出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計數(shù)點間的距離 G．根據(jù)公式a1＝、a2＝、a3＝及a＝，求出a. 解析：在實驗中應盡可能地保證小車做勻變速直線運動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運動情況，既要減小系統(tǒng)誤差又要減小偶然誤差．其中E項中的電源應采用交流電源，而不是直流電源． 答案：ABCDFG 2．“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50

3、Hz)，得到如圖4－1所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表達正確的是(　　) 圖4－1 A．實驗時應先放開紙帶再接通電源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍 C．從紙帶可求出計數(shù)點B對應的速率 D．相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.02 s 解析：實驗時應先接通電源后放開紙帶，選項A錯誤；根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Δx＝aT2與xm－xn＝(m－n)aT2，可得：xm－xn＝(m－n)Δx，即：x6－x1＝5Δx，x2－x1＝Δx，選項B錯誤；相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰計數(shù)點之間的時間間隔T＝0.1 s，根據(jù)勻變速直線運動中

4、時間中點的速度等于該過程中的平均速度，得vB＝，選項C正確，D錯誤． 答案：C 3．(2019年福州質檢)某同學利用打點計時器測量福州的重力加速度，某次實驗得到的一段紙帶如圖4－2所示，O、A、B、C、D為相鄰的五個點，測得OA＝5.5 mm、OB＝14.9 mm、OC＝28.3 mm、OD＝45.2 mm，打下相鄰兩個點間的時間間隔為0.02 s. 圖4－2 (1)用逐差法算出福州的重力加速度g＝______m/s2.(結果保留三位有效數(shù)字) (2)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)福州的重力加速度標準值為9.79 m/s2，比較(1)的結果發(fā)現(xiàn)兩者并不相等，除了讀數(shù)誤差外，你認為產生誤差的其他

5、主要原因可能是____________________．(只要求寫出一種原因) 解析：(1)由逐差法可得：g＝≈9.63 m/s2. (2)產生誤差的其他原因有：紙帶與限位孔之間有阻力或空氣阻力． 答案：(1)9.63　(2)紙帶與限位孔之間有阻力或空氣阻力 4．(2019年安徽淮北六校聯(lián)考)一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相機連續(xù)記錄下小球的位置如圖4－3所示．已知閃光周期為s，測得x1＝7.68 cm，x3＝12.00 cm，用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為______m/s2，圖中x2約為________________cm.(結果保留3位有效數(shù)字) 圖

6、4－3 解析：由x3－x1＝4aT2，T＝ s，可得： a＝ m/s2＝9.72 m/s2， 由x3－x2＝x2－x1得x2＝＝9.84 cm. 答案：9.72　9.84 5．(2019年蘭州一中期中)做勻加速直線運動的小車，牽引一條穿過打點計時器的紙帶，交流電源的頻率是50 Hz，每5個點取一個計數(shù)點，將紙帶沿計數(shù)點所在位置剪開，左邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標系中，如圖4－4所示．求： 圖4－4 (1)在第—個0.1 s內中間時刻的速度是________m/s(結果保留三位有效數(shù)字)． (2)小車運動的加速度是________m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)． 解析

7、：本題意在考查考生對實驗數(shù)據(jù)的處理能力． (1)根據(jù)勻變速直線運動某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，可知在第一個0.1 s內中間時刻的速度為v＝ m/s＝0.228 m/s. 圖4－5 (2)各段紙帶的長度分別等于x＝vΔt，因為剪斷的紙帶所用的時間都是Δt ＝0.1 s，即時間Δt相等，所以紙帶的長度之比等于紙帶的平均速度之比，而紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的瞬時速度，所以紙帶的長度之比等于各段紙帶中間時刻的速度之比，如圖4－5所示即相當于小車的速度－時間圖象，則斜率大小對應加速度．橫軸上每一紙帶的寬度代表0.1 s，故a＝＝ m/s2＝0.65 m/s2.

8、 答案：(1)0.228　(2)0.65 6．某校研究性學習小組的同學用如圖4－6甲所示的滴水法測量小車在斜面上運動時的加速度．實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水計時器內盛滿水為準)；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內；然后撤去淺盤并同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開．圖4－6乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是x01＝1.40 cm，x12＝2.1

9、5 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.試問： 圖4－6 (1)滴水計時器的原理與課本上介紹的______原理類似． (2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度v4＝________m/s，小車的加速度a＝________m/s2.(結果均保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)滴水計時器是每隔相同的時間滴一滴水滴，在白紙上留下點跡，記錄時間和位移；課本上介紹的打點計時器是每隔相同的時間打下一個點，在紙帶上留下點跡，記錄時間和位移，因此滴水計時器的原理與課本上介紹的打點計時器的原理類似．(2)可把小車的運動看作

10、是勻變速直線運動，則v4＝35＝ ＝m/s＝0.20 m/s；求加速度利用逐差法，有a＝ ＝×10－2 m/s2 ≈0.19 m/s2. 答案：(1)打點計時器　(2)0.20　 0.19 7．某同學用如圖4－7甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動． 圖4－7 實驗步驟如下： A．安裝好實驗器材； B．讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點； C．測出x1、x2、x3、… 結合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務： (1)實驗中，除打點計時器(含紙帶

11、、復寫紙)，小車，一端附有滑輪的長木板，細繩，鉤碼，導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有________．(填選項代號) A．電壓合適的50 Hz交流電源 B．電壓可調的直流電源　C．秒表　D．刻度尺 E．天平　F．重錘　G．彈簧秤　H．滑動變阻器 (2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖4－7乙所示，則x1、x2、x3的關系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________． (3)如果小車做勻加速直線運動，測出前六段相等時間內的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a

12、的表達式為：__________________________． 解析：(2)因小車做勻加速直線運動，所似x3－x2＝x2－x1，c點為bd段的時間中點，則c點的瞬時速度等于該段的平均速度，vc＝. (3)小車加速度由逐差法求得： a＝ 其中T＝5t，則 a＝. 答案：(1)AD　(2)x3－x2＝x2－x1　 (3)a＝ 8．某校科技小組在伽利略斜面實驗思想的啟發(fā)下，設計了如圖4－8所示的裝置，探究物體沿斜面下滑時是否做勻變速直線運動． 圖4－8 (1)實驗時，讓滑塊從不同高度沿斜面由靜止下滑，并同時打開水龍頭的閥門，使水流到量筒中；當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整

13、個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的)．該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量____________的. (2)下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù)，其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，V為相應過程中量筒中收集的水量．分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)________________，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論. 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3 V/mL 90 84 72 62 52 40 23.5 5.6× 10－4 5.5× 10－4 5.8×

14、 10－4 5.5× 10－4 5.6× 10－4 5.6× 10－4 5.4× 10－4 　(3)本實驗誤差的主要來源有：距離測量的不準確，水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于________________等．(寫出一項即可) 解析：(1)關于初速度為零的勻變速運動，位移和時間的二次方成正比，因為水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時間． (2)驗證該運動是否為勻變速直線運動，關鍵看位移與時間的二次方是否成正比，即看位移與體積的二次方是否成正比，所以根據(jù)在誤差允許的范圍內是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論．

15、 (3)本實驗的誤差主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定、水量測量的不準確、距離s測量的不準確、滑塊開始下滑(或停止下滑)和開始流水(停止流水)不同步等． 答案：(1)時間 (2)在實驗誤差允許的范圍內，是一常數(shù) (3)斜面摩擦不均勻、水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等(答出其中一項即可) 9．某同學利用圖4－9甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)．從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖4－9乙所示．打點計時器電源

16、的頻率為50 Hz. 圖4－9 (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點________和________之間某時刻開始減速． (2)計數(shù)點5對應的速度大小為________m/s，計數(shù)點6對應的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運動過程中加速度的大小為a＝________m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結果比動摩擦因數(shù)的真實值________(填“偏大”或“偏小”)． 解析：本題主要考查紙帶的數(shù)據(jù)處理問題． (1)由圖得1－6點相鄰位移差幾乎都為2 cm，但6－7點位移增量小于2 cm.所以6、7間開始減速． (2)根據(jù)v5＝可得v5＝ m/s＝1.00 m/s，同理可求得v4＝0.800 5 m/s，則v6＝v5＋(v5－v4)＝1.20 m/s. (3)加速度的大小a＝，可得a＝2.00 m/s2，重物落地后，物塊向前運動時除受摩擦力作用外，紙帶和限位孔之間也存在摩擦力作用，即μmg＋F阻＝ma，μ＝，故利用μ＝計算出的動摩擦因數(shù)比真實值偏大． 答案：(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20 (3)2.00　偏大 7