高中物理粵教版 (2019)必修第一冊第三節(jié) 測量勻變速直線運動的加速度一課一練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

A．打點計時器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪的一端
B．開始實驗時小車應(yīng)放在靠近打點計時器的一端
C．應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車
D．牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好
解析：選BC 打點計時器與滑輪間的距離盡可能要大，小車盡可能靠近打點計時器，都是為了使小車運動的距離較大，盡可能打出較多的點，選項A錯誤，B正確；若先釋放小車再接通電源，只能在紙帶的后面部分打點，選項C正確；鉤碼個數(shù)應(yīng)適當(dāng)，鉤碼個數(shù)少打的點很密；鉤碼個數(shù)多打的點少，都會帶來實驗誤差，選項D錯誤。
2．[多選]在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列方法中有助于減小實驗誤差的是( )
A.選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位
B.使小車運動的加速度盡量小些
C．舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點之間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計算
D．適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)
解析：選ACD 選取計數(shù)點可以使相鄰點間的距離增大，在用直尺測量這些點間的間隔時，在一次測量絕對誤差基本相同的情況下，相對誤差較小，因此選項A正確。在實驗中如果小車運動的加速度過小，打出的點就很密，長度測量的相對誤差較大，測量的準(zhǔn)確度會降低，因此小車運動的加速度適當(dāng)大一些較好。如果小車的加速度控制較好，以能在50 cm長的紙帶上清楚地取出7～8個計數(shù)點為宜，所以選項B是錯誤的。若適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)，意味著適當(dāng)增大小車運動的加速度，所以選項D正確。為了減小長度測量的相對誤差，舍去紙帶上過于密集，甚至分辨不清的點是必要的，因此選項C正確。
3．某同學(xué)在測定勻變速直線運動的加速度時，得到了幾條較為理想的紙帶，已在每條紙帶上每五個計時點取一個計數(shù)點，即相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s，依打點順序先后編為0、1、2、3、4、5。由于不小心，紙帶被撕斷了，如圖所示。請根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答。
(1)從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是B、C、D三段紙帶中的________。(填字母)
(2)打A紙帶時，小車的加速度大小是________ m/s2。
解析：因小車做勻變速直線運動，加速度保持不變，打A紙帶時，加速度a＝ eq \f(s2－s1,T2)＝0.6 m/s2，又因為小車運動的加速度a＝ eq \f(s5－s2,3T2)，則4、5兩點位移s5＝s2＋3aT2＝54 mm。所以撕下的那段應(yīng)是C。
答案：(1)C (2)0.6
4.(2021·天津等級考)某實驗小組利用手機的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運動的過程。為便于記錄小球各個時刻在斜面上的位置，將錄像中時間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為x1、x2、x3、x4、x5、x6。
(1)寫出小球在位置1的速度表達(dá)式________。
(2)要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運動過程中的加速度表達(dá)式________。
(3)在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是________誤差。(填“偶然”或“系統(tǒng)”)
解析：(1)勻變速直線運動中，中間時刻速度等于平均速度，所以位置1的速度為v1＝ eq \f(x1＋x2,2T)；
(2)題中要求充分利用數(shù)據(jù)，利用逐差法求解加速度，則x4－x1＝3a1T2，x5－x2＝3a2T2，x6－x3＝3a3T2，解得加速度為a＝ eq \f(a1＋a2＋a3,3)＝ eq \f((x6＋x5＋x4)－(x3＋x2＋x1),9T2)；
(3)讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是人為因素造成的，屬于偶然誤差。
答案：(1) eq \f(x1＋x2,2T) (2) eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x4＋x5＋x6))－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x1＋x2＋x3)),9T2) (3)偶然
5．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，利用打點計時器打出了如圖所示的一條紙帶，其中1、2、3、4、5、6、7均為記數(shù)點，且相鄰的兩個計數(shù)點之間都還有4個點沒有畫出來，已知電源的頻率為50 Hz。現(xiàn)測得： s1＝1.40 cm，s2＝1.90 cm，s3＝2.40 cm，s4＝2.90 cm，s5＝3.40 cm，s6＝3.90 cm。
(1)在打點計時器打出點2、3、4、5、6時，小車的速度分別為：
v2＝______cm/s，v3＝______cm/s，v4＝______cm/s，v5＝______cm/s。
(2)在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出速度—時間圖像(從計數(shù)點1開始計時)。
(3)根據(jù)作出的速度—時間圖像，求出小車的加速度大小為________m/s2(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字)。
解析：(1)打點計時器打出點2、3、4、5、6時小車的速度可利用平均速度求出，分別為v2＝ eq \f(s1＋s2,2t)＝16.50 cm/s，v3＝ eq \f(s2＋s3,2t)＝21.50 cm/s，v4＝ eq \f(s3＋s4,2t)＝26.50 cm/s，v5＝ eq \f(s4＋s5,2t)＝31.50 cm/s。
(2)如圖所示：
(3)求出圖像的斜率可得a＝k＝ eq \f(Δv,Δt)＝ eq \f(31.50－16.50,0.4－0.1)×10-2 m/s2＝0.50 m/s2。
答案：(1)16.50 21.50 26.50 31.50 (2)見解析圖 (3)0.50(0.47～0.53)
6．(2022·遼寧高考)某同學(xué)利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶(寬度用d表示)。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔Δt。
(1)除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要______(填“天平”或“刻度尺”)；
(2)該同學(xué)測得遮光帶(透光帶)的寬度為4.50 cm，記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，
根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為v3＝________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；
(3)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為Δt1、Δt2，則重力加速度g＝________(用d、Δt1、Δt2表示)；
(4)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋垖懗鲆粭l可能的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)實驗中，我們不需要測質(zhì)量，但需要測遮光帶和透光帶的寬度，故需要刻度尺；
(2)根據(jù)平均速度定義v3＝ eq \f(0.045 m,0.03 s)＝1.5 m/s；
(3)可以考慮勻變速直線運動中平均速度為中間時刻速度，分別求出相鄰兩個中間時刻速度后，根據(jù)加速度定義式表示g，即g＝ eq \f(\f(d,Δt2)－\f(d,Δt1),\f(Δt1＋Δt2,2))，整理可得g＝ eq \f(2d(Δt1－Δt2),Δt1Δt2(Δt1＋Δt2))；
(4)主要可以考慮的原因有空氣阻力、摩擦阻力等。
答案：(1)刻度尺 (2)1.5 (3) eq \f(2d(Δt1－Δt2),Δt1Δt2(Δt1＋Δt2))
(4)光柵板受到空氣阻力的作用(其他答案言之有理即可)
7.利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動。當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值，所得數(shù)據(jù)如下表所示。
完成下列填空和作圖：
(1)若滑塊做勻加速直線運動，加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是_____________________________。
(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出 eq \f(s,t)-t圖線。
(3)由所畫出的 eq \f(s,t)-t圖線，得出滑塊加速度的大小為a＝________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。
解析：滑塊做勻加速直線運動，由s＝vtt－ eq \f(1,2)at2可得 eq \f(s,t)＝vt－ eq \f(1,2)at，作出 eq \f(s,t)-t圖線如圖所示，加速度大小為 eq \f(s,t)-t圖線斜率的2倍，故a＝2× eq \f(2.00－1.00,1.0) m/s2＝2.0 m/s2。
答案：(1) eq \f(s,t)＝－ eq \f(1,2)at＋vt(寫成s＝－ eq \f(1,2)at2＋vtt也可)
(2)圖見解析
(3)2.0(1.8～2.2均可)
編號
1遮光帶
2遮光帶
3遮光帶
…
Δt/(×10-3s)
73.04
38.67
30.00
…
s/m
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
t/ms
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
eq \f(s,t)/(m·s-1)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22