2019届高考物理 专题三 研究匀变速直线运动精准培优专练

1、aa2a3x4x5x6x1x2x3a1421，a2522，a3623a13T3T3T39T2培优点三研究匀变速直线运动一、考点分析1.本实验在高考中的考查一般有两种方式，一是直接根据纸带判断物体的运动性质，求瞬时速度及加速度等；二是以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置考题，与速度、加速度有关的实验综合考查，如“测定重力加速度”“验证牛顿运动定律”验证机械能守恒定律”等。2.有关数据处理：(1)电磁打点计时器使用6V以下低压50Hz交流电源，用振针打点，每隔0.02s打一次点。(2)电火花计时器使用220V50Hz交流电源，电火花打点，每隔0.02s打一次点。(3)利用逐差法求解平均加

2、速度xxxxxx。dn1dn12xn12T(4)利用平均速度求瞬时速度：vnxnT。二、考题再现典例1.(2018全国III卷22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为_（用L、L1和g表示）。2(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s，L=30.0cm，L1=10.4cm，乙

3、的反应时间为_s。（结果保留2位有效数字）(4)写出一条提高测量结果准确程度的建议：。【解析】(2)(3)根据题述，在乙的反应时间t内，尺子下落高度h=L-L1，由自由落体运动规律，hgt2，解得t1，带入数据解得t0.20s。122(LL)g(4)从反应时间的表达式可知，若要提高测量结果的准确度，除多次测量位移取平均值，还可以减小手指与尺子的间距，从而提高反应时间的准确度。【答案】(2)2(LL)1g(3)0.20(4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子典例2.(2017全国卷22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小

4、车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为Ts3(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动，小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为_m/s，加速度大小为_m/s2。(结果均保留两位有效数字)【解析】(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴

5、间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。304520.1170.133s，所以A点位置的速度为vA32m/s0.19m/s。根据逐差法可求加速度2ax5x4x2x16T2，解得a0.038m/s2，故加速度的大小为0.038m/s2。【答案】(1)从右向左(2)0.190.038三、对点速练1某同学在研究小车运动实验中，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，A每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，零点未画出，如图所示，、B、C、Dxx是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：A=16.6mm，B=126.5mm，2xD=624.5mm。根据以

6、上信息回答：(1)某同学在研究小车运动实验中，接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻的关系应当是。A先接通电源，后释放纸带B先释放纸带，后接通电源C释放纸带的同时接通电源D先接通电源或先释放纸带都可以(2)电磁打点计时器的工作电压是：_；(3)相邻两个计数点的时间间隔T为_s；(4)打C点时物体的速度大小为_m/s（取2位有效数字）；(5)设AB之间的距离为xAB，CD之间的距离为xCD，相邻计数点之间的时间间隔为T，则物体加速度a的表达式为_（用xCD、xAB和T表示）。【答案】(1)A(2)46V的低压交流电源(3)0.1(4)2.5(5)axxCD2T2AB【解析】实验操作时，用将

7、接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再释放纸带，故A正确；电磁打点计时器的工作电压是46V的低压交流电源；打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔T=0.1s；根据匀变速直线BD2.5m/s；根据逐差法可得加速度的表达式a运动的推论可知vCxxxCD2T2T2AB。2如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D、E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示。3(2)由公式sat2知图象的斜率表示a，即加速度的二分之一；根据图象可得(1)OD间的距离为_m；(2)如图是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜

8、率表示_，其大小为_m/s2（保留三位有效数字）。【答案】(1)0.0120(2)加速度的一半0.464(0.4610.467)【解析】(1)最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，所以OD间的距离为1.20cm=0.0120m。1122km/s20.464m/s2。(2.800.20)1020.060.0043在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用某种计时器打下的纸带(如图所示)，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，计时器接在220V、50Hz交流电源上。(1)该计时器是_(填“电火花”或者“电磁打点”)计时

9、器，设它打点的周期为T，计算F点的瞬时速度vF的公式为vF_(用字母表示)；(2)他经过测量并计算得到计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表。以A点对应的时刻为t0，试在如图所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图象，并利用该图象求出物体的加速度a_m/s2；（结果保留两位有效数字）4对应点速度(m/s)B0.141C0.180D0.218E0.262F0.301(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)【答案】(1)电火花d6d10T4(2)如图所示0.40(3)不变【解析】(1

10、)计时器接在220V、50Hz交流电源上，则该计时器是电火花计时器，设它打点的周期为T，计算F点的瞬时速度vF的公式为vdd10TF64。avm/s20.40m/s2；(2)图象如图所示，由图象可知：0.340.10t0.6(3)交流电压变化不影响打点的周期，则加速度的测量值与实际值相比不变。4某研究性学习小组用如图所示的装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v

11、；(保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复的操作。测出多组h，t)，计算出对应的平均速度v；画出vt图象。请根据实验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间5平均速度v的表达式为_。(用v0、g和t表示)(2)实验测得的数据如下表：实验次数123456h(cm)t(s)v(ms1)10.000.0691.4520.000.1191.6830.000.1591.8940.000.1952.0550.000.2262.2160.000.2552.36请在图示坐标纸上画出vt图象。(3)根据vt图象，可以求得当地重力加速度g_m/s2，试管夹到光电门1的距离约为_cm。(以上结果均保留两位有效数字)1【答案】(1)vv02gt(2)如图所示(3)9.7