高考物理同步(人教版) 第1章第4講 實驗:研究勻變速直線運動③課后作業(yè)
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高考物理同步(人教版) 第1章第4講 實驗:研究勻變速直線運動③課后作業(yè)
111一、選擇題(每小題6分,共12分)1. 關于“研究勻變速直線運動”的實驗操作,下列說法錯誤的是( )A.長木板不能側向傾斜B.在釋放小車前,小車應緊靠在打點計時器上C.應先接通電源,待打點計時器開始打點后再釋放小車D.要在小車到達定滑輪前使小車停止運動【答案】B2.利用打點計時器測定物體做勻變速直線運動的加速度時,在紙帶上所打的一系列點,如圖所示,各相鄰的計數(shù)點的距離分別為x、x、x,則下面各關系式中不正確的是( )A.x-x=aT2 B.x-x=2aT2C.x-x=x-x D.x-x=aT2/2【解析】對于勻變速直線運動,連續(xù)相等時間內的位移之差是恒量,即x=aT2.對應于該題有x-x=x-x=aT2.而x-x=x-x+x-x=2aT2.所以A、B、C均正確,只有D錯.【答案】D二、非選擇題(共48分)3.(12分)電磁打點計時器和電火花計時器都是一種_儀器,當電源的頻率為50 Hz時,這兩種儀器打點的時間間隔都_s.某次實驗時,當物體做勻加速直線運動時,某同學得到了幾條較為理想的紙帶.他已在每條紙帶上按每5個點取好一個計數(shù)點,即兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s,依打點的先后次序編為0、1、2、3、4、5.由于不小心,幾條紙帶都被撕斷了.如圖所示,請根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答:(1)在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應該是_.(2)打A紙帶時,物體的加速度大小是_.【解析】打點計時器是一種計時儀器,電源頻率為50 Hz,打點間隔為0.02 s.對于勻加速直線運動,在連續(xù)相等時間內的位移之差應為常數(shù),即x2-x1=aT2,x5-x2=3aT2,x5-x1=4aT2.由圖中數(shù)據(jù):x2-x1=36.0 mm-30.0 mm=6.0 mm.B段:x5-x2=48.1 mm-36.0 mm=12.1 mm,C段:x5-x2=54.0 mm-36.0 mm=18.0 mm,D段:x5-x2=60.2 mm-36.0 mm=24.2 mm,只有C段的x5-x2=3aT2,則從A上撕下的那段應是C段.a= =0.6 .【答案】計時 0.02 (1)C (2)0.64.(18分)在“利用打點計時器測定勻加速直線運動的加速度”的實驗中,打點計時器接在50 Hz的低壓交變電源上.如圖甲所示,某同學在打出的紙帶上第5點取一個計數(shù)點,共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出).從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段),將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標系中,如圖乙所示,由此可以得到一條表示v-t關系的圖線,從而求出加速度的大小.(1)請你在xOy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關系的圖線(作答在圖上),并指出哪個軸相當于v軸?_ _;(2)從第一個計數(shù)點開始計時,為求出0.15 s時刻的瞬時速度,需要測出哪一段紙帶的長度?_.(3)若測得a段紙帶的長度為2.0 cm,e段紙帶的長度為10.0 cm,則可求出加速度的大小為_m/s2.【解析】(1)以圖中的x軸作為時間軸,以紙帶的寬度表示相等的時間間隔T=0.1 s,每段紙帶最上端中點對應v軸上的速度恰好表示每段時間的中間時刻的瞬時速度,即vn=;因此可以用紙帶的長度表示每小段時間中間時刻的瞬時速度,將紙帶上端中間各點連接起來,可得到vt的圖象,y軸為v軸,如圖所示.(2)t=0.15 s是B、C時間段的中間時刻,要求t=0.15 s時的瞬時速度,只需要測b紙帶的長度xb,然后用即可求得t=0.15 s時的速度.(3)根據(jù)xe-xa=4aT2得a=2 m/s2.【答案】(1)見解析圖y軸相當于v軸(2)b段(3)25.(18分)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度(1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當:_;_.(2)該同學經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶,取連續(xù)的六個打點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點,測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5.若打點的頻率為f,則打E點時重物速度的表達式為vE_;若分別計算出計數(shù)點對應的速度數(shù)值,并在坐標系中畫出速度的二次方(v2)與距離(h)的關系圖線,如圖丙所示,則重力加速度g_m/s2.(3)若當?shù)氐闹亓铀俣戎禐?.8 m/s2,你認為該同學測量值存在偏差的主要原因是_【解析】 (1)電磁打點計時器接36 V的交流電源,電火花打點計時器接220 V交流電(2)物體做勻變速直線運動時,中間時刻的瞬時速度等于平均速度,則打E點時重物速度即為打下D點到打下F點過程的平均速度,所以vE;由v22gh,vt圖象斜率的物理意義表示2g,則重力加速度g9.4 m/s2.【答案】 (1)打點計時器不能接到電源的“直線輸出端”上 重物起始下落位置過低 (2) 9.4 (3)存在摩擦和空氣阻力111