匀变速直线运动的研究章节综合学案练习（六）附答案高中物理力学实验

高中物理专题复习力学实验

研究匀变速直线运动过关检测

考试范围：力学实验；满分：100分

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明

1.（2014・余杭中学模拟）如图所示，物体P、。用轻绳连接后跨过定滑轮，物体「静止在倾

3

角为37。角的斜放木板上悬挂着.已知产、。的质量胴户、加。大小的关系为优°=才《户.今将斜放

木板的倾角从37。增到45。，物体P仍保持静止而没有滑动，若不计滑轮处的摩擦，则下列说

法中正确的是（）

A.绳子的张力将变大

B.物体P受到的静摩擦力将变小

C.物体P对斜板的压力将变小

D.绳子张力和物体P受到的摩擦力均不变

第II卷（非选择题）

请点击修改第H卷的文字说明

评卷人警分

二、填空题

2.(2014•郑州外语学校质检)如图(b)所示的装置是测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中

MN是水平桌面，。是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电

门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一个铅锤，实验时，让滑块从

长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为LOX1。"$和

4.0X10-3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d,其示数如图(c)所示.

(1)滑块的宽度d=________cm.

(2)滑块通过光电门1时的速度为=m/s,滑块通过光电门2时的速度°2=

m/s.(结果保留两位有效数字)

(3)由此测得的瞬时速度力和。2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的

_________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将__________的宽度减小一些.

3.(2013・广东卷)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角。可调.打

点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个

记录点未画出.

(1)部分实验步骤如下：

A.测量完毕，关闭电源，取出纸带.

B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车.

C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连.

D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔.

上述实验步骤的正确顺序是：_________.(用字母填写)

(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s.

(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为。5=_________.

(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为_________

4.在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上

取了O,A,B,C,D,E,F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打

下的点未画出)，如图所示.打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放

在纸带上，其零刻度和记数点。对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中.

0123456789cm10

liuiliKiliiiiliiiiliiiiliinliiiiliiiiliuiliiiiliiiitiiiJiiiiliiiiliinliiiiliiiihiliLiiiliiiil

OABcbE

线段OAOBOCODOEOF

数据/cm0.541.532.924.767.009.40

①由以上数据可计算出打点计时器在打A,B,C,D,E各点时物体的速度，如下表所示.

各点速度

VAvBvcvDVE

数据/(XIOF/S)7.7012.016.220.4

表中E点的速度应该为_________m/s.

②试根据表格中数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出。”图象.并从图中求得

物体的加速度a=_________m/s2(取两位有效数字)

评卷入得分

一、多选题

1.解析：因物体尸和Q始终处于静止状态，绳中张力FT=〃?og不变，故A错误；对物体P受

力分析如图所示.设。=37。时，沿斜面向上，由平衡条件可得：mpgsin

31°=FT+F{P,可得：FfP=-0.I5mpg,当。=45°时，wjpgsin45°=FT

-\-Ftp',可得：Ff'—(孚一%Wpg=-0.043%pg,可

P见，物体尸受到

的静摩擦力沿斜面向下，且变小，B正确，D错误；物体尸对斜板的压力由

FNP="?pgcos37°变为尸NP'=""gcos45°变小了，故C正确.

答案：BC

第II卷(非选择题)

请点击修改第II卷的文字说明

评卷入福分

二、填空题

2.解析：(l)d=10mm+0.05mmX2

=10.10mm=1.010mm.

d1.010X10-2

(2)v,=-=L()><|02m/s=1.0m/s.

d1.010Xio^2

"2=石=4.0X10-3m/s=2.5m/s.

(3)山、02实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,

可将滑块的宽度减小一些.

答案：(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块

3.解析：(1)由打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA.

(2)7打=50s=0.02s,

故相邻两计数点的时间间隔T=5T打=0.1s.

，t—XS4+S5

(3)由=V=7管/a，05=.。尸

(4)为充分利用数据，应采用逐差法：

54—SiS5—S2S6—S3

3T2+3T2十3炉

a=3

(S4+S5+.S6)­(si+$2+S3)

=9T2

…S4+S5

答案：(l)DCBA(2)0.1(3)-7y-

“、(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

(4)972

解析：必修1第一章第1讲

｛章节目录：1.运动的描述｝｛J题型:2.多选题｝｛J题目｝（2014.九江一中第一次调研）在下面所说

的物体运动情况中，可能出现的是（）

A.物体在某时刻运动速度很大，而加速度为零

B.物体在某时刻运动速度很小，而加速度很大

C.运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度不为零

D.做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度也

减小

｛答案｝解析：物体以很大的速度匀速运动时，加速度为零，A可能；火箭开始发射时速度很

小，而加速度很大，B可能；竖直上抛到最高点的物体速度为零，而其加速度不为零，C可

能；物体加速度方向与运动方向相同时，物体做加速运动，D不可能.故选A、B、C.

答案：ABC

｛，题型：1.单选题｝｛。题目｝（2013•抚州市期中调考）在街头的理发店门口，常可以看到有这样

的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运

动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产

生的错觉.如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在

沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）为L=10cm,圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），

以2r/s的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为（）

A.向上10cm/sB.向上20cm/s

C.向下10cm/sD.向下20cm/s

｛答案｝解析：当圆筒沿逆时针方向转动时，感觉彩色条纹向下移动且每个周期下移距离为Z=

10cm,转动周期7=9，故感觉条纹下降速度。=4=20cm/s,D正确.

答案：D

｛。题型:6.计算题｝｛J题目｝(2014•黄冈市十校第一次大联考)有些国家的交通管理部门为了交

通安全，特别制定了死亡加速度为500g(g=10m/s2),以醒世人，意思是如果行车加速度超过

此值，将有生命危险，如此大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故

时，将会达到这一数值.试问：

(1)一辆以72km/h的速度行驶的货车与一辆以54km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰

撞，碰撞时间为2.1X10-3s,摩托车驾驶员是否有生命危险？

(2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分

别为4s、3s,货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？

｛答案｝解析：(1)两车碰撞过程中，取摩托车的初速度方向为正方向，摩托车的速度变化量为

Ao=02—%=(-20—15)m/s=-35m/s

两车相碰撞时摩托车的加速度为

_一359

a~~Kt~2.1Xio-3，n/s

«=-16667m/s2=l666.7g>500g,

因此摩托车驾驶员有生命危险.

(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为.、妆，根据加速度定义得：

Avi

"尸百’"2=赤

AI>22015_

所以田”2一祈A77--T-

答案：(1)有生命危险

｛J题目｝(2014・湖北八校联考)如图所示，一长为心的长方形木块在水平面上以加速度“做匀加

速直线运动.先后经过1、2两点，1、2之间有一定的距离，木块通过1、2两点所用时间分别

为t\和，2.求：

(1)木块经过位置1、位置2的平均速度大小；j-

(2)木块前端P在1、2之间运动所需的时间.""2.......1..U，"

｛答案｝解析：(1)P端通过1点后0时刻速度即为木块通过1的平均速度，石产；.

P端通过2点后半时刻速度即为木块通过2的平均速度，云2=9

z12

(2)P端通过1、2两点的速度分别为：

—t\Lt\

v\=vi-ay=——txy,

12

V2=V2-"一行一吁

所以尸端经过1、2两点的时间为：

V2—V\L(\,/i—t2

At=上2

a\t2t\

答案：⑴巧i

｛章节目录:1.匀变速直线运动的规律｝｛J题型：|.单选题｝｛J题目｝一个从静止开始做匀加速直线

运动的物体，从开始运动起，连续通过三段位移的时间分别是1s、2s、3s,这三段位移的长

度之比和这三段位移上的平均速度之比分别是（）

A.232'B.3331232

C.D.

｛答案｝解析：物体从静止开始做匀加速直线运动，相等时间位移的比是…（2〃一

1）,2s通过的位移可看成第2s与第3s的位移之和，3s通过的位移可看成第4s、第5s与

第6s的位移之和，因此这三段位移的长度之比为，这三段位移上的平均速度之比为

,故选B.

答案：B

｛J题型:2.多选题｝｛J题目｝一个步行者以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车，当

他在距离公共汽车24m处时，绿灯亮了，汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进，则（）

A.人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了36m

B.人不能追上公共汽车，人、车最近距离是6m

C.人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了42m

D.人要能追上公共汽车，在汽车开动时，人的速度至少改为7m/s

1）1

｛答案｝解析：当汽车速度达到6.0m/s时，用时f=z=6s,汽车位移w=呼M=18m,人能追

赶的距离为36m,由于24m+18m>36m,因此人不能追赶上汽车，速度相等时，相距最

42

近，24m+18m—36m=6m,人要能追上汽车，在汽车开动时，人的速度至少改为v人=不

m/s=7m/s.

答案：BD

｛J题型：6.计算题｝｛J题目｝(2013•黄冈中学期中测试)在学习了伽利略对自由落体运动的研究

后，甲同学给乙同学出了这样一道题：一个物体从塔顶落下(不考虑空气阻力)，物体到达地面

前最后一秒内通过的位移为整个位移的台,求塔高”(取g=10m/s2).

乙同学的解法：根据力=占》得物体在最后1$内的位移加弓g「=5m,再根据野=&得H=

13.9m,乙同学的解法是否正确？如果正确说明理由，如果不正确请给出正确｛答案｝解析过程

和答案.

｛答案｝解析：乙同学的解法不正确.

根据题意画出运动过程示意图如图所示，设物体从塔顶落到地面所经历的时间为f,通过位移为

H,物体在(f—1)秒内的位移为/?.据自由落体运动规律，有〃=台产，h=

由所*省立_(L1)216

由就意付“一产—乐.

联立以上各式解得H=\25m.

答案：见解析

｛J题目｝(2013・新课标全国I卷)水平桌面上有两个玩具车4和B,两者用一轻质细橡皮筋相

连，在橡皮筋上有一红色标记R在初始时橡皮筋处于拉直状态，4、B和R分别位于直角坐标

系中的(0,2/)、(0,一/)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运

动；B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中，标记R在某时刻通过点

K(1,/).假定橡皮筋的伸长是均匀的，求8运动速度的大小.

｛答案｝解析：设B车的速度大小为。.如图所示，标记R在时刻r通过点K(/,/),此时A、8的

位置分别为H、G.由运动学公式可知，”的纵坐标力、G的横坐标XB分别为

yA=2l+^at2

XB=Vt

在开始运动时，R到A和8的距离之比为2：1,即

0E:。尸=2：1

由于橡皮筋的伸长是均匀的，在以后任一时刻R到A和8的距离之比都是2：1.

因此，在时刻才有77F:~KG=2：1③

由于△FGHS/\/GK,有

HG:KG=XB-(XB-1)④

HG：KG=(yA+l)：(2/)⑤

由③④⑤式得

3

XH=21⑥

%=5/⑦

联立①②⑥⑦式得

u=R6al

答案：36al

必修1第一章第3讲

禀•高考后

野画催析高考明考向

｛章节目录:2.运动的图象追及与相遇问题｝｛J题型：1.单选题｝｛J题目｝(2014•长沙模拟)酒后驾

驶会导致许多安全隐患，其原因之一是驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情

况到开始采取制动的时间.下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽

车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的

加速度大小都相同).

思考距离/m制动距离/m

速度(m/s)

正常酒后正常酒后

157.515.022.530.0

2010.020.036.746.7

2512.525.054.2X

分析上表可知，下列说法不正确的是（）

A.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5s

B.若汽车以20m/s的速度行驶时，发现前方40m处有险情，酒后驾驶不

能安全停车

C.汽车制动时，加速度大小为lOm/s?

D.表中x为66.7

Ar

｛答案｝解析：揖=工可知，A正确.当速度为20m/s时，制动距离x=46.7m>40m,故B

152

正确.iv2—2ax,可得a=、乂一7-77m/s2=7.5m/s2,C不正确.当速度为25m/s时，

2X（22.5—7.5）

252

刹车距离x'=亍^"m=41.7m,x'+25m=66.7m,D正确.

答案：C

｛J题目｝（2013•湖北八校第二校联考）甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运

动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移一时间图象如图所示，图象中的OC段与AB

平行，CB段与OA平行，则下列说法中正确的是（）

A.八到,2时刻两车的距离越来越近

B.0〜打时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度

C.甲车的初速度等于乙车在门时刻的速度

D.h时刻甲车在乙车的前方

｛答案｝解析：由位移一时间图象可以看出，门到『2时刻两车的距离没有发生变化，A项错误；0

到Q时间内甲、乙的位移相同，因此平均速度相同，B项错误；图像斜率表示速度，可知甲车

的初速度等于乙车在n时刻的速度，C项正确；门时刻甲、乙走到了同一位置，D项错误.

答案：C

｛J题目｝（2014•武汉市高三年级起点考试）一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面

AB,右侧面是曲面AC,如图所示，已知AB和AC的长度相同.两个小球

p、q同时从4点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所

用的时间（）

A.p小球先到B.q小球先到

C.两小球同时到D.无法确定

｛答案｝解析：可以利用。”图象（这里的。是速率，曲线下的面积表示路程s）

定性地进行比较.在同一个。”图象中作出p、q的速率图线，如图所示.显

然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲

线末端在同一水平图线上.为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显

然《用的时间较少.

答案：B

｛J题目｝在平直道路上，甲汽车以速度。匀速行驶，当甲车司机发现前方距离为4处的乙汽车

时，立即以大小为田的加速度匀减速行驶，与此同时，乙车司机也发现了甲，立即从静止开始

以大小为42的加速度沿甲车运动的方向匀加速运动.则（）

A.甲、乙两车之间的距离一定不断减小

B.甲、乙两车之间的距离一定不断增大

C.若。＞=2（〃|+”2）4,则两车一定不会相撞

D.若oV[2（ai+a2）d,则两车一定不会相撞

｛答案｝解析：甲车做减速运动，乙车做加速运动，两车速度相同时，距离最小，若此时没有相

撞，以后也不可能相撞.设两车相距为d时，两车恰好相撞，这种情况下甲车的速度为加，根

据。4=2（“1+（/2）4,若。＞如，两车一定相撞，若0＜0o,两车一定不会相撞.

答案：D

必修1第一章第4讲

嬴•高考

析高考明考向

｛章节目录：1.研究匀变速直线运动｝｛J题型:4.填空题｝｛J题目｝（2013•广东卷）研究小车匀变速

直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角。可调.打点计时器的工作频率为50Hz.纸带

上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.

(1)部分实验步骤如下：

A.测量完毕，关闭电源，取出纸带.

B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车.

C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连.

D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔.

上述实验步骤的正确顺序是：_________.(用字母填写)

(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=________s.

(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为°5=_____________.

(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为。=_________.

｛答案｝解析：(1)由打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA.

(2)7S—0.02s,

故相邻两计数点的时间间隔7=57'打=0.1s.

,一、，t—x,S4+S5

(3)由。彳=v=7付a，V5=~~2T~

(4)为充分利用数据，应采用逐差法：

S4—51।S5—S2S6—S3

372十3T2+372

a=3

(S4+.S5+S6)—(si+S2+S3)

9T2

f454+55

答案：(l)DCBA(2)0.1(3)一方广

,〃、(S4+S5+S6)—(SI+S2+S3)

(4)gyj

｛J题目｝(2013・江苏卷)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示.倾

斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片

M,M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球.当第

1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落…….这样，就可测出多个小球下落的

总时间.

(1)在实验中，下列做法正确的有_________

A.电路中的电源只能选用交流电源

B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方

C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时

(2)实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s.可求出重力加速度

g=________m/s2.(结果保留两位有效数字)

(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法.

(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Af磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时

间与它的测量时间相差△£,这导致实验误差.为此，他分别取高度必和”2，测量"个小球下

落的总时「和乃，他是否可以利用这两组数据消除对实验结果的影响？请推导说明.

｛答案｝解析：(1)电磁铁应该用直流电，故A错误.小铁球做自由落体运动，故B正确.由于

小球有大小，所以下落高度是电磁铁下端到M的竖直距离减去小铁球的直径，故C错误.因为

手敲击M的同时小球开始作自由落体，故D正确.

(3)由g=季1可知，增大”，可以延长下落时间，减小时间的测量误差从而减小重力加速度的

测量误差；多次重复实验可以减小偶然误差；增加测量时小球下落的个数等.

(4)由，1=1(?一幻)2和42=会改_4,2

可得g=2〃5拒三匹2,因此可以消去△，的影响.

答案：(1)BD(2)9.4

(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值.(其他答案只要合理也可)

(4)见解析

｛J题目｝(2014•郑州外语学校质检)如图(b)所示的装置是测量滑块和长木板间的动摩擦因数，

图中是水平桌面，。是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个

光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一个铅锤，实验时，让滑

块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0X10-2$和

4.0X10-3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为"，其示数如图(c)所示.

(1)滑块的宽度d=________cm.

(2)滑块通过光电门1时的速度Vi=m/s,滑块通过光电门2时的速度。2=

m/s.(结果保留两位有效数字)

(3)由此测得的瞬时速度y,和力只是一个近似值，它们实质上是通过光电门