高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 實驗一 研究勻變速直線運動隨堂檢測鞏固落實

PAGE實驗一研究勻變速直線運動1．小張同學(xué)想研究一遙控電動車的運動情況，他找來一個塑料瓶，設(shè)計了一個如圖甲所示的裝置，瓶內(nèi)裝上墨水，通過調(diào)節(jié)開關(guān)使墨水緩慢滴下，然后將這個裝置固定在車的尾部，如圖乙所示．使車從靜止開始在足夠大的水平地面上沿直線前進，然后他在離出發(fā)點不遠處，選擇墨水滴間距離較大處的一個點為起點，用卷尺依次測量這個點后面的10個點到這個點的距離，并記錄在下面的表格中．12345678910距離(m)0.4221.5463.0764.8906.8138.71310.64512.57114.48316.429(1)小張制作的裝置相當(dāng)于物理實驗室中的________(填儀器名稱)．(2)通過表中數(shù)據(jù)，你認為小車在所記錄的這段時間內(nèi)的運動情況是________________________________________________________________________．(3)要測量小車做勻速運動時的速度，小張同學(xué)還需要知道的物理量是____________，他還需要的測量工具是________，測量方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)小張制作的裝置相當(dāng)于打點計時器．(2)相鄰兩點間的距離如表所示．s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10距離(m)0.4221.1241.5301.8141.9231.9001.9321.9261.9121.946可以看出，開始時相鄰兩點間的距離是逐漸變大的，后面兩點間的距離基本上保持不變，說明開始時小車先做加速運動，后做勻速運動．再進一步分析做加速運動時加速度的變化，相鄰兩點間距離的差值如表所示．s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5s7－s6s8－s7s9－s8s10－s9距離差(m)0.7020.4060.2840.109－0.0230.032－0.006－0.0140.034可以看出，剛開始時相鄰兩點間距離差在逐漸變小，說明小車的加速度在逐漸減小，所以小車先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動．(3)要測量小車做勻速運動時的速度，還必須知道相鄰兩墨水滴滴下的時間間隔T，要測量時間間隔需要用秒表．測量方法是從某滴開始下落時開始計時，并計數(shù)為1，數(shù)到第n滴開始下落時停止計時，則時間間隔T＝eq\f(t,n－1)，注意n不可太小，一般取30滴以上．答案：(1)打點計時器(2)先做加速度變小的加速運動，后做勻速運動(3)相鄰兩墨水滴滴下的時間間隔T秒表從某滴開始下落時開始計時，并計數(shù)為1，數(shù)到第n滴開始下落時停止計時，則時間間隔T＝eq\f(t,n－1)2．(2018·高考全國卷Ⅲ)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實驗測量人的反應(yīng)時間．實驗步驟如下：(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子．若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時間為________(用L、L1和g表示)．(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反應(yīng)時間為________s．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：__________________．解析：根據(jù)題述，在乙的反應(yīng)時間t內(nèi)，尺子下落高度h＝L－L1，由自由落體運動規(guī)律可知，h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2（L－L1）,g)).代入數(shù)據(jù)得t＝0.20s.答案：(2)eq\r(\f(2（L－L1）,g))(3)0.20(4)多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子(答出一條即可)3.某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計時器的裝置測量重力加速度(圖a)．在鋼條下落過程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時，計時器開始計時，透光時停止計時，若再次擋光，計時器將重新開始計時．實驗中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度(下端A高于光控開關(guān))，由靜止釋放，測得先后兩段擋光時間t1和t2.(1)用游標(biāo)卡尺測量AB、AC的長度，其中AB的長度如圖b所示，其值為________mm.(2)該同學(xué)利用eq\o(v,\s\up6(－))AB＝eq\f(AB,t1)及eq\o(v,\s\up6(－))AC＝eq\f(AC,t1＋t2)，求出eq\o(v,\s\up6(－))AB、eq\o(v,\s\up6(－))AC，再利用測量的時間t1和t2，可得到重力加速度的表達式為____________________(用eq\o(v,\s\up6(－))AB，eq\o(v,\s\up6(－))AC及給出的時間表示)；若狹縫寬度不能忽略，則測量值比真實值________(“偏大”或“偏小”)．解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為74mm，游標(biāo)尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)尺讀數(shù)為0.1×3mm＝0.3mm，所以最終讀數(shù)為：74mm＋0.3mm＝74.3mm.(2)該同學(xué)利用eq\o(v,\s\up6(－))AB＝eq\f(AB,t1)，eq\o(v,\s\up6(－))AC＝eq\f(AC,t1＋t2)，根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度表示鋼條運動的中間時刻瞬時速度，重力加速度為g＝eq\f(\o(v,\s\up6(－))AC－\o(v,\s\up6(－))AB,\f(t1＋t2,2)－\f(t1,2))＝eq\f(2（\o(v,\s\up6(－))AC－\o(v,\s\up6(－))AB）,t2).若狹縫寬度不能忽略，A到C的實際時間大于t1＋t2.所以測量得到的重力加速度值比其真實值偏大．答案：(1)74.3(2)g＝eq\f(2（\o(v,\s\up6(－))AC－\o(v,\s\up6(－))AB）,t2)偏大4．利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度．一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動．當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上端滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離x，記下相應(yīng)的t值，所得數(shù)據(jù)如表中所示．x(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4eq\f(x,t)(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作圖：(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值x和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是______________；(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在下圖給出的坐標(biāo)紙上畫出eq\f(x,t)－t圖線；(3)由所畫出的eq\f(x,t)－t圖線，得出滑塊加速度的大小為a＝__________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．解析：(1)沿斜面向下是勻加速運動，反過來也可以看成是初速度為vt的沿斜面向上的勻減速運動，由位移公式有x＝vtt－eq\f(1,2)at2.由于要畫eq\f(x,t)－t圖象，所以可將上式變形得eq\f(x,t)＝－eq\f(a,2)t＋vt.(2)eq\f(x,t)－t圖線如圖所示．(3)由