15、O點的距離依次記為s1、s2、s3、s4...….實際測得s2=1.60 cm，s4=6.40 cm，請計算打點計時器打下C點時物體A的速度大小是_________m/s；
（2）乙同學(xué)們根據(jù)測出的物體A上升高度s與相應(yīng)的時間，描繪t出如圖所示的s–t2圖線，由此可以求出物體的加速度大小為__________m/s2；
4．（2019·黑龍江省鶴崗一中高二月考）（1）打點計時器是一種計時儀器，常用的電磁式打點計時器和電火花打點計時器使用的是_____（填“直流電”或“交流電”）。
（2）在《探究小車做勻變速直線運動的規(guī)律》的實驗中，打出的紙帶如圖所示：選出A、B、C、D、E、F、G，7個
16、計數(shù)點，且每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出。則：打下E點瞬間小車的速度大小=_____m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；小車運動的加速度大小=___________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。
（3）若在（2）實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度后，為了計算加速度，最合理的方法是____
A．根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度
B．畫出v-t圖象，量出其傾角，由公式a=tan α算出加速度
C．畫出v-t圖象，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度、時間，用公式算出加速度
D．依次算出連續(xù)兩點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度
（4）若在（2）的實驗中，電流頻率
17、變?yōu)?2 Hz，而實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
5．（2019·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進(jìn)行研究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在ABCDE五個點中，打點計時器最先打出的是 點，在打出C點時物塊的速度大小為 m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為 m/s2（保留2位有效數(shù)字）。
6．（2019·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）如圖（a）
18、，某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：
（1）鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ= （用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）
（2）某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點為計數(shù)點（每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出）。重力加速度為9.8 m/s2?？梢杂嬎愠鲨F塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 （結(jié)果保留2位小
19、數(shù)）。
7．（2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度的實驗。實驗中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。
（1）若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實驗中還必須使用的器材是__________。（填正確答案標(biāo)號）
A．米尺 B．秒表 C．光電門 D．天平
（2）簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法。
答：____________________________________________________________。
（3）實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和
20、c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g=__________m/s2。（保留2位有效數(shù)字）
8．（2018·北京卷）用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。
主要實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。
b．選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（t=0），然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。
c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……
d．以速度v為縱軸、
21、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點，如圖3所示。
結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：
（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有____________和___________（填選項前的字母）。
A．電壓合適的50 Hz交流電源
B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（含砝碼）
（2）在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點，請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出v-t圖像。
（3）觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是___________。v-t圖像斜率的物理意義是______________________。
（
22、4）描繪v-t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對△t的要求是______（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）；從實驗的角度看，選取的△x大小與速度測量的誤差______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
（5）早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計時，為此他設(shè)計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復(fù)做了上百次，驗證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的_____________________。
9．（2017·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）某探究小
23、組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。（已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴）
（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是____________（填“從右向左”或“從左向右”）運動的。
（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖（b）中A點位置時的速度大小為___________m/s，加速度大小為____________m/s2。（結(jié)果均保留2
24、位有效數(shù)字）
10．（2017·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。
實驗步驟如下：
①如圖（a），將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢茫罨瑝K從斜面上方由靜止開始下滑；
②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間?t；
③用?s表示擋光片沿運動方向的長度，如圖（b）所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的?t時間內(nèi)的平均速度大小，求出；
④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令
25、滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②③；
⑤多次重復(fù)步驟④；
⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出–?t圖，如圖（c）所示。
完成下列填空：
（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與vA、a和?t的關(guān)系式為= 。
（2）由圖（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
11．（2016·天津卷）某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。
（1）實驗中必要的措施是______。
A．細(xì)線必須與長木板平行
B．先接通電源再釋放小車
C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量
D
26、．平衡小車與長木板間的摩擦力
（2）他實驗時將打點計時器接到頻率為50 HZ的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出）。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。則小車的加速度a=______m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打B點時小車的速度vB=_______m/s。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
12．（2016·海南卷）某同學(xué)利用圖（a）所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑
27、輪掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50 Hz。紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟動打點計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點間有4個點未畫出）。
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運動為勻加速運動?；卮鹣铝袉栴}：
（1）在打點計時器打出B點時，物塊的速度大小為_______m/s。在打出D點時，物塊的速度大小為_______m/s；（保留兩位有效數(shù)字）
（2）物塊的加速度大小為_______m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）
1．（1）BC （2）左 （3）C （4）1.17 9.75
【解
28、析】（1）電火花打點計時器需要220 V交流電源，故A錯誤，B正確；打出的紙帶需要刻度尺測量計數(shù)點間的距離，所以需要刻度尺，故C正確；打點計時器本身就是一種計時儀器，所以不需要秒表，故D錯誤。
（2）因為紙帶做加速運動，所以打出的點間的距離會越來越大，所以重物連接在紙帶的左端；
（3）由于打點計時器打出的紙帶中相鄰的點間的時間間隔為0.02 s，所以數(shù)出兩點間的點的個數(shù)就可以知道兩點間的總時間，用刻度尺可以直接測出兩點間的距離；而平均速度等于位移除以時間，需要用公式計算；瞬時速度的解法根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度解得，也需要用公式計算；加速度根據(jù)勻變速直線運動的
29、推論公式△x=gT2可以求，也需要用公式計算，故C正確，A、B、D錯誤.故選C。
（4）相鄰計數(shù)點間的時間間隔為勻變速直線運動中，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故B點速度等于AC段平均速度，故，根據(jù)公式△x=gT2得，即，代入數(shù)據(jù)可得.
【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用.
2．（1）B→A 勻加速 （2）0.37 0.50（0.49~0.51均可） （3）不變
【解析】（1）如果該紙帶A端與小車相連，則小車的運動方向為B→A，因?d=0.5 cm，故小車做勻加速直線運動。
（2）小車
30、運動的瞬時速度為
小車的加速度大小為。
（3）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的電壓略變小，打點計時器的打點時間間隔不變，加速度a的測量值不變，加速度的測量值與實際值相比不變。
3．（1）0.24 （2）0.80
【解析】（1）相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為：T=0.02×5=0.1 s；C點的瞬時的速度為BD點的平均速度為：；
（2）根據(jù)運動學(xué)公式s=at2，因此s–t2圖線的斜率k=a/2，那么a=2k=2×=0.8 m/s2。
4．（1）交流電 （2）0.314 0.496 （3）C （4）偏小
【解析】（1）打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50 Hz，常用的電磁式打點
31、計時器和電火花計時器，使用的都是交流電。
（2）E點的瞬時速度為：
根據(jù)Δx=aT2，運用逐差法得：。
（3）在處理實驗數(shù)據(jù)時，如果只使用其中兩個數(shù)據(jù)，由于偶然誤差的存在可能會造成最后誤差較大；所以我們可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，考慮到誤差，不可能是所有點都整齊的排成一條直線，連線時，應(yīng)該盡量使那些不能畫在線上的點均勻地分布在線的兩側(cè)，這樣圖線上會舍棄誤差較大的點，由圖線上任意兩點所對應(yīng)的速度及時間，用公式算出加速度，所以誤差小；故A錯誤．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，當(dāng)縱坐標(biāo)取不同的標(biāo)度時，圖象的傾角就會不同，所以量出其傾角，用公式a=tanα算出的數(shù)值并不是加速度，故B錯誤；根據(jù)
32、實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度，故C正確；方法D也具有方法A相同的缺點，、、…，然后算出平均值a，求平均值時，，只用了v6和v1兩組數(shù)據(jù)，偶然誤差較大，故D錯誤。
（4）如果在某次實驗中，交流電的頻率52 Hz，f＞50 Hz，那么實際打點周期變小，根據(jù)運動學(xué)公式△x=at2得：真實位移差偏小，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小。
5．（1）A （2）0.233 （3）0.75
【解析】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點；在打點
33、計時器打C點瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度。
6．（1） （2）0.35
【解析】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=①
（2）由逐差法a= 得：SII=（76.39-31.83）×10-2 m，T=0.15 s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入①式，得：μ==0.35
7．（1）A （2）將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺 （3）9.7
【解析】此實驗用數(shù)碼相機(jī)替代打點計時器，故實驗原理是相同的，仍然需要米尺來測量點與點之間的距離；就本實驗而言，因為是不同照片，所以是測量連續(xù)
34、幾張照片上小球位置之間的距離；加速度求解仍然用逐差法計算，注意是bc與ab之間的距離差。
8．（1）A C （2）如圖所示： （3）小車的速度隨時間均勻變化 加速度 （4）越小越好 有關(guān) （5）如果小球的初速度為0，其速度，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。
【解析】（1）打點計時器需用交流電源；為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選AC
（2）利用所給點跡描點連線，得圖像
其中C點的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為
（3）結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時間均勻變化，所以小球做勻加速運動
35、，圖像的斜率代表了運動時的加速度
（4）越小，則越接近計數(shù)點的瞬時速度，所以越小越好，計算速度需要用到的測量值，所以大小與速度測量的誤差有關(guān)。
（5）如果小球的初速度為0，其速度，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。（要檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的，可以檢驗小球運動位移與時間的平方成正比，利用滴水可以得到小球的運動時間，并測出小球在相應(yīng)時間內(nèi)的位移，則可以驗證。）
9．（1）從右向左 （2）0.19 0.037
【解析】（1）小車在阻力的作用下，做減速運動，由圖（b）知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所
36、以小車在桌面上是從右向左運動；（2）已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴，所以相鄰兩水滴間的時間間隔為：，所以A點位置的速度為：，根據(jù)逐差法可求加速度：，解得a=0.037 m/s2。
10．（1） （2）52.1 16.6（15.8~16.8）
【解析】（1）設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為v，則由速度時間關(guān)系可知：，且
聯(lián)立解得：；
（2）由圖（c）可求得vA=52.1 cm/s，，即a=16.6 cm/s2。
11．（1）AB （2）0.80 0.40
【解析】（1）實驗時，細(xì)線必須與長木板平行，以減小實驗的誤差，選項A正確；實驗時要先接通電源再釋放小車，選項B正確；此實驗中沒必要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，選項C錯誤；此實驗中不需平衡小車與長木板間的摩擦力，選項D錯誤。
（2）兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1 s；由逐差法可得a==0.80 m/s2，打點計時器在打B點時小車的速度vB==0.40 m/s。
12．（1）0.56 0.96 （2）2.0
【解析】（1）根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的速度等于該過程的平均速度，可知vB==×10–2 m/s=0.56 m/s，vB==×10–2 m/s=0.96 m/s；
（2）由逐差法可得加速度a==×10–2 m/s2=2.0 m/s2。
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備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過考點04 實驗：研究勻變速直線運動（含解析）
