2020届高考物理总复习作业4实验一研究匀变速直线运动(含解析)

作业4实验一研究匀变速直线运动在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较正确地测出加快度，将你以为正确的选项前面的字母填在横线上：________．A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连结好电路C．再把一条细绳拴在小车上，细绳越过滑轮，下面挂上适合的钩码，每次一定由静止释放小车D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后边E．把小车停在凑近打点计时器处，接通直流电源后，松开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于丈量的地方找一个开端点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开端点下面记作0，往后第五个点作为计数点1，挨次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离G．依据公式a1＝x4－x12＝x5－x23＝x6－x3a＝a1＋a2＋a33Ta3Ta3Ta3分析：在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反应小车的运动状况，既要减小系统偏差又要减小有时偏差．此中E项中的电源应采纳沟通电源，而不是直流电源．答案：ABCDFG2“．研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用沟通电的频次为50Hz)，获得如图4－1所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，以下表达正确的选项是()图4－1A．实验时应先松开纸带再接通电源B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两计数点间的时间间隔为0.02s分析：实验时应先接通电源后松开纸带，选项A错误；依据匀变速直线运动的推论公式2与xm－n＝(－)2，可得：xm－n＝(－)，即：x6－1＝5，2－1＝，x＝aTxmnaTxmnxxxxxx选项B错误；相邻两计数点间还有四个点未画出，所以相邻计数点之间的时间间隔T＝0.1s，x＋x3vB＝2依据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的均匀速度，得2T，选项C正确，D错误．答案：C3．(2019年福州质检)某同学利用打点计时器丈量福州的重力加快度，某次实验获得的一段纸带如图4－2所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA＝5.5mm、OB＝14.9mm、OC＝28.3mm、OD＝45.2mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02s.图4－2用逐差法算出福州的重力加快度g＝______m/s2.(结果保存三位有效数字)(2)经过查阅资料发现福州的重力加快度标准值为9.79m/s2，比较(1)的结果发现二者其实不相等，除了读数偏差外，你以为产生偏差的其余主要原由可能是____________________．(只需求写出一种原由)分析：(1)由逐差法可得：g＝OD－2OB242≈9.63m/s.T产生偏差的其余原由有：纸带与限位孔之间有阻力或空气阻力．答案：(1)9.63(2)纸带与限位孔之间有阻力或空气阻力4．(2019年安徽淮北六校联考)一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相机连1续记录下小球的地点如图4－3所示．已知闪光周期为30s，测得x1＝7.68cm，x3＝12.00cm，用上述数据经过计算可得小球运动的加快度约为______m/s2，图中x2约为________________cm.(结果保存3位有效数字)图4－321分析：由x3－x1＝4aT，T＝s，可得：（12.00－7.68）×10－222a＝12m/s＝9.72m/s，4×3032212x1＋x3由x－x＝x－x得x＝2＝9.84cm.答案：9.729.845．(2019年兰州一中期中)做匀加快直线运动的小车，牵引一条穿过打点计时器的纸带，沟通电源的频次是50Hz，每5个点取一个计数点，将纸带沿计数点所在地点剪开，左侧与y轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，如图4－4所示．求：图4－4(1)在第—个0.1s内中间时刻的速度是________m/s(结果保存三位有效数字)．小车运动的加快度是________m/s2(结果保存两位有效数字)．分析：此题意在考察考生对实验数据的办理能力．(1)依据匀变速直线运动某段时间内的均匀速度等于该段时间中间时刻的刹时速度，可知在第一个0.1s内中间时刻的速度为v＝0.02280.1m/s＝0.228m/s.图4－5(2)各段纸带的长度分别等于x＝vt，由于剪断的纸带所用的时间都是t＝0.1s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于纸带的均匀速度之比，而纸带的均匀速度等于这段纸带中间时刻的刹时速度，所以纸带的长度之比等于各段纸带中间时刻的速度之比，如图4－5所示即相当于小车的速度－时间图象，则斜率大小对应加快度．横轴上每一纸带的宽度v0.552－0.22822代表0.1s，故a＝t＝0.55－0.05m/s＝0.65m/s.答案：(1)0.228(2)0.656．某校研究性学习小组的同学用如图4－6甲所示的滴水法丈量小车在斜面上运动时的加快度．实验过程以下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的尾端，在小车上固定一均衡物；调理滴水计时器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端搁置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；而后撤去浅盘并同时松开小车，于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹；小车抵达斜面底端时立刻将小车移开．图4－6乙为实验获得的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40cm，x12＝2.15cm，x23＝2.91cm，x34＝3.65cm，x45＝4.41cm，x56＝5.15cm.试问：图4－6滴水计时器的原理与课本上介绍的______原理近似．(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的刹时速度4＝________m/s，小车的加快v度a＝________m/s2.(结果均保存两位有效数字)分析：(1)滴水计时器是每隔同样的时间滴一滴水滴，在白纸上留下点迹，记录时间和位移；课本上介绍的打点计时器是每隔同样的时间打下一个点，在纸带上留下点迹，记录时间和位移，所以滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器的原理近似．(2)可把小车的运动看作是匀变速直线运动，则－x34＋x45v4＝v35＝2T（3.65＋4.41）×10－2＝0.20m/s；求加快度利用逐差法，有a＝＝m/s2×0.2x56＋x45＋x34）－（x23＋x12＋x01）9T2＝（5.15＋4.41＋3.65）－（2.91＋2.15＋1.40）×10－2m/s29×0.22≈0.19m/s2.答案：(1)打点计时器(2)0.200.197．某同学用如图4－7甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．图4－7实验步骤以下：A．安装好实验器械；B．让小车拖着纸带运动，

打点计时器在纸带上打下一系列小点，

重复几次．选出一条点迹比较清楚的纸带，从便于丈量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中等点；C．测出x1、x2、x3、

a、b、c、d联合上述实验步骤，请你持续达成以下任务：实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)，小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在以下的仪器和器械中，一定使用的有________．(填选项代号)A．电压适合的50Hz沟通电源B．电压可调的直流电源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧秤H．滑动变阻器假如小车做匀加快运动，所得纸带如图4－7乙所示，则x1、x2、x3的关系是________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是________．(3)假如小车做匀加快直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加快度a的表达式为：__________________________．分析：(2)因小车做匀加快直线运动，所似x3－x2＝x2－x1，c点为bd段的时间中点，则c点的刹时速度等于该段的均匀速度，vx2＋x3＝.c小车加快度由逐差法求得：（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）a＝9T2此中T＝5t，则（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）.a＝225t2x＋x3答案：(1)AD(2)x3－x2＝x2－x1210t（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）(3)a＝

225t28．某校科技小组在伽利略斜面实验思想的启迪下，设计了如图

4－8所示的装置，研究物体沿斜面下滑时能否做匀变速直线运动．图4－8(1)实验时，让滑块从不一样高度沿斜面由静止下滑，并同时翻开水龙头的阀门，使水流到量筒中；当滑块遇到挡板的同时封闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳固的)．该实验研究方案是利用量筒中采集的水量来丈量____________的.下表是该小组测得的相关数据，此中s为滑块从斜面的不一样高度由静止开释后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒中采集的水量．剖析表中数据，依据________________，能够得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论.次数1234567s/m4.53.93.02.11.50.90.3V/mL90847262524023.5s5.6×5.5×5.8×5.5×5.6×5.6×5.4×2－4－4－4－4－4－4－4V10101010101010本实验偏差的主要根源有：距离丈量的不正确，水从水箱中流出不够稳固，还可能根源于________________等．(写出一项即可)分析：(1)对于初速度为零的匀变速运动，位移和时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中采集的水量能够间接的丈量时间．(2)考证该运动能否为匀变速直线运动，重点看位移与时间的二次方能否成正比，即看位s移与体积的二次方能否成正比，所以依据

V2在偏差同意的范围内是一常数，能够得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论．(3)本实验的偏差主要根源有：水从水箱中流出不够稳固、水量丈量的不正确、距离s丈量的不正确、滑块开始下滑(或停止下滑)和开始流水(停止流水)不一样步等．答案：(1)时间s在实验偏差同意的范围内，V2是一常数斜面摩擦不均匀、水量丈量不正确、滑块开始下滑和开始流水不一样步、滑块停止下滑和停止流水不一样步等(答出此中一项即可)9．某同学利用图4－9甲所示的实验装置，研究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(还没有抵达滑轮处)．从纸带上便于丈量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图4－9乙所示．打点计时器电源的频次为50Hz.图4－9经过剖析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速．计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保存三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加快度的大小为2aa＝________m/s，若用来计算物块与桌面间g的动摩擦因数(g为重力加快度)，则计算结果比动摩擦因数的真切值________(填“偏大”或“偏小”)．分析：此题主要考察纸带的数据办理问题．(1)由图得1－6点相邻位移差几乎都为2cm，但6－7点位移增量小于2cm.所以6、7间开始减速