《高考备考指南 物理 》课件-实验一　探究匀变速直线运动

实验一探究匀变速直线运动(本栏目对应配套训练P7~8)知识巩固练习1.某同学用图中所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验.(1)电火花计时器需要接的电源是.A.8V以下直流电源B.220V交流电源C.8V以下交流电源D.220V直流电源(2)请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材________(填编号).

①电火花计时器 ②天平③低压交变电源 ④细绳和纸带⑤砝码、托盘和小车 ⑥刻度尺⑦停表⑧一端带有滑轮的长木板(3)搭建好实验装置后，先____________，再____________.纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，可知纸带的______(填“左”或“右”)端与小车相连.

(4)实验过程中打出的一条理想纸带如图所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝________m/s2.E点的瞬时速度为________m/s.(结果保留3位有效数字)

【答案】(1)B(2)②③⑦(3)接通电源释放小车左(4)2.001.10【解析】(3)要先接通电源，再释放小车.小车刚开始运动时打出的点比较密集，可知纸带的左端与小车相连.(4)根据逐差法，加速度为a＝xCF－xOC9T2＝(11.99＋10.01＋7.98－6.02－2.(2022年北京卷)某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图甲所示，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上.使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹.挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1、2、…、8，相邻计数点之间还有1个计时点.分别测出相邻计数点之间的距离x1、x2、…、x7，并求出打点2、3、…、7时对应的重锤下落速度.在坐标纸上建立v－t坐标系，根据重锤下落的速度作出v－t图像并求重力加速度.(1)图乙为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度v3＝________m/s(结果保留3位有效数字).

(2)除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图丙坐标系中标出，请在图中标出速度v3对应的坐标点，并作出v－t图像.(3)根据所作的v－t图像，计算实验测得的重力加速度g＝______m/s2(结果保留3位有效数字).

(4)某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音.他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度.为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法是.【答案】(1)1.15(2)如图(3)9.79(4)见解析【解析】(1)打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间为t＝2×0.02s＝0.04s，纸带做自由落体运动，打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度，由纸带数据可知v3＝x242t＝(3.83＋5(2)作出图像如图所示.(3)根据v＝gt和v－t图像可知其斜率为重力加速度，则有g＝2.7－0.350.24m/s(4)需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t.测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值.测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音.用手机测量n滴水下落的总时间tn，则t＝tn3.“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的装备.某同学为了测量“枪头”的冲击频率，如图甲所示，将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带.启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下一系列点迹.更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹，请你完成下列实验内容：(1)该同学发现点迹有拖尾现象，他在测量各点间距时，以拖尾点迹左侧边沿为测量点，如图乙所示.①纸带的______(填“左”“右”)端连接重锤；②取重力加速度为9.8m/s2，可算得“枪头”的冲击频率为________Hz，A点对应的速度为________m/s.(计算结果均保留2位有效数字)

(2)该次实验产生误差的原因有：A.纸带与限位孔间有摩擦力B.测量各点间的距离不精确C.“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动其中最主要的原因是______(填“A”“B”或“C”)，该原因导致冲击频率的测量值______(填“大于”或“小于”)实际值.

【答案】(1)左401.5(2)C大于【解析】(1)重物自由落体，速度越来越大，纸带点迹间的距离越来越大，故纸带的左端连接重锤；由匀变速直线运动的推论逐差法g＝x3＋x4－x1－x24T2，整理得f＝4gx3＋x4－x1(2)该次实验产生误差最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动，故选C；“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动，使重物下落的加速度小于自由落体加速度，故计算频率时，代入的加速度过大，导致测量结果偏大，故测量值大于实际值.综合提升练习4.在暗室中用图中所示的装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、有荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下：①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴以一定的频率一滴滴地落下；②用频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度；④采集数据进行处理.(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：__.

(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图所示，根据数据测得当地重力加速度g＝______m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝______m/s.(结果均保留3位有效数字)

(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：.【答案】见解析【解析】(1)后