2022届新高考物理实验题解析一：研究匀变速直线运动（解析版）

实验一研究与变速直线运动

-2022届高考物理实验题解析

1.2021北京卷第15题

物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:

（1）实验仪器。用游标卡尺测某

金属管的内径，示数如图1所示。

则该金属管的内径为nun。

3主尺4cm

0游标尺10

图1

（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2所示，8、C、D

为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz

的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度%=m/s（结果保留小数点后两位）。

||||||11可1响川1|11即川|1111|1111|“11|麻"1111|1111|川1|1111|111山11|1111|卅附ll|llll|l呻

V345678910111213cmi4

图2

（3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小

车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量〃比小车质量“小得多。请分

析说明这个要求的理由。（）

【答案】31.40.44设绳的拉力为7,小车运动的加速度为a。对桶和砂，有mg-T=ma；对小车,

M1

有7=3。得7=”一mg。小车受到细绳的拉力7等于小车受到的合力用即一菽蒜”且一二］工团8o

M+mId---

M

可见，只有桶和砂的总质量〃比小车质量〃小得多时，才能认为桶和砂所受的重力始等于使小车做匀加

速直线运动的合力Fo

【解析】

(1)口]根据游标卡尺的读数规则有

3.1cm+4X0.1mm-31.4mm

(2)[1]每隔4个点取一个点作为计数点，故两计数点间有5个间隔；故两点间的时间间隔为T=5X0.02

=0.1s

[2]匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有

v=--0.44m/s

c2T

(3)[3]设绳的拉力为7,小车运动的加速度为a。对桶和砂，有

mg—T=ma

对小车，有7

得7=mg

M丁

小车受到细绳的拉力7等于小车受到的合力F,即

LviTrn]+

M

可见，只有桶和砂的总质量加比小车质量〃小得多时，才能认为桶和砂所受的重力磔等于使小车做匀加

速直线运动的合力凡

2.2021年高考上海等级考第9题

物体做直线运动的频闪照片如图所示，对()

(A)加速度向左

(B)速度向左

(0加速度向右

(D)速度向右

【答案】C

【解析】因为不知道点的先后，不能判断速度方向。只能判断加速度向右，因为越向右相邻两点间距离越

来越大，则速度越来越大。

3.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)

滴水针头TJ、不

^h15_)~~_(1)-n1

左右

A

左］4右

117多133mm

(b)

(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4点位置时的速度大

小为m/s,加速度大小为m/s；(结果均保留两位有效数字)

【答案】(1)从右向左(2)0.190.038

【解析】(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减

小，所以小车在桌面上是从右向左运动.

302

(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片关s=5s,

406

,上dwA…士4上0.117+0.133(四+%)一(4+不)

所以4点位置的速度为以=-------3——m/s^0.19m/s.根据逐差法可求加速度a

2X?

O

解得a*0.038m/s2.

4.在研究小车速度随时间变化规律的实验中，将木板倾斜，可使小车牵引纸带沿斜面下滑.小车拖动纸

带，用打点计时器打出的纸带如下图所示.已知打点周期为0.02s.

665cm5.60cm455cm3.55cm2.45cm1.45em

(1)根据纸带提供的数据，按要求计算后填写表格.

实验数据

分”段第1段第2段第3段第4段第5段第6段

时间t(s)0-0.10.1-0.20.2〜0.30.3-0.40.4〜0.50.5〜0.6

各段位移X

1.