2014年高三物理一轮复习第4课时实验研究匀变速直线运动课时
训练
1.在“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,下列表述正确的是( C )
A.实验时应先放开纸带再接通电源
B.(s6-s1)等于(s2-s1)的6倍
C.由纸带可求出计数点B对应的速率
D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,选项A错误.根据相等的时间间隔内通过的位移有s m-s n=(m-n)aT2,可知(s6-s1)等于(s2-s1)的5倍,选项B
错误.根据B点为A与C的中间时刻点,有v B=,选项C正确.由于相邻的计数点之间还有4
个点没有画出,所以时间间隔为0.1 s,选项D错误.
2.(2013长春模拟)某实验小组同学用打点计时器测量匀加速直线运动的小车的加速度,打
点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.如图为实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.
(1)根据图中数据计算小车运动的加速度大小a= m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
(2)若在实验时实际交变电流的频率略低于50 Hz,而该小组同学并不知道,这将导致所测得的小车运动的加速度偏(选填“大”或“小”).
解析:(1)由逐差法a==×10-2 m/s2≈0.497
m/s2.
(2)由a=f2知实际交变电流频率偏低,导致计算结果偏大.
答案:(1)0.497 (2)大
3.(2013湖南省师大附中三模)某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点
计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带,如图所示.他在纸带上便于测量的地方选取第一个点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm,CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm, 则打C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为
m/s2, AB的距离应为cm.(结果均保留三位有效数字)
解析:计数点周期T=0.02×5 s=0.1 s,
v C== m/s=0.986 m/s.
s CE-s AC=a(2T)2
故a=2.58 m/s2.
由v C==得
s BC=2v C T-s CD=0.0857 m=8.57 cm.
s AB=s AC-s BC=5.99 cm.
答案:0.986 2.58 5.99
4.(2013年浙江理综,21)如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c…均为打点计时器打出的点.
(1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为;
(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为,纸带①和②上c、e两点间的
平均速度(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)图中(填选项).
A.两条纸带均为用装置甲实验所得
B.两条纸带均为用装置乙实验所得
C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得
D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得
解析:(1)由纸带①可读出b、c间距为2.10 cm,由纸带②读出b、c间距为2.40 cm.
(2)由=,知t=0.04 s,s ce=4.52 cm(纸带①)或s ce=5.00 cm(纸带②),代入数据得,=1.13 m/s(纸带①)或1.25 m/s(纸带②),<.
(3)由纸带①各点间距分析可知,小车做匀加速运动,从纸带②各点间距来看,小车开始做加速运动,一段距离后做匀速运动,故可知纸带①是用装置甲实验所得,纸带②是用装置乙实验所得,选项C正确.
答案:(1)2.10 cm或2.40 cm
(2)1.13 m/s或1.25 m/s 小于
(3)C
5.(2014汕头高三质检)用图(甲)所示装置研究小车沿斜面在不同材料表面运动的情况.图(乙)是某同学在实验中获得的一条纸带,打点计时器的电源频率为50 Hz.
(1)图(乙)中A至N各点是打点计时器在纸带上连续打下的点,根据刻度尺上的数据可以判断,小车在A、E间(板间)做运动,在F、N间(布面)做运动,M点对应的小车速度大小为m/s.(结果保留两位有效数字)
(2)若已知斜面的倾角为θ,小车的质量为m,在布面上运动时加速度的大小为a,重力加速度为g,则小车在布面上所受的阻力大小为,与真实值相比,测量的布面阻力
(填“偏大”或“偏小”).
解析:(1)A、E间点迹间隔均匀,故小车做匀速运动,F、N之间,点迹间隔越来越小,且连续相等的时间内位移差相等,故小车做匀减速运动,M点对应的速度等于J、N间的平均速度,即
= m/s≈
0.33 m/s;
(2)小车在布面上运动时,根据牛顿第二定律得f-mgsin θ=ma,故f=mgsin θ+ma,因为测得的阻力包括纸带与打点计时器间的阻力,因此测量结果偏大.
答案:(1)匀速直线(或匀速) 匀减速直线(或匀减速)(只答减速不给分) 0.33(0.32～0.34都对)(有效数字错误不给分)
(2)mgsin θ+ma 偏大
6.(2013珠海市摸底考试)某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,得到一条点迹清晰的纸带如图,在纸带上依次选出7个计数点,分别标以O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50 Hz.
(1)如果测得C、D两点间距s4=2.70 cm,D、E两点间距s5=2.90 cm,则据此数据计算在打D 点时小车的速度公式为,小车的速度值v D= m/s.(保留3位有效数字) (2)该同学分别算出其他速度:v A=0.220 m/s,v B=0.241 m/s,v C=
0.258 m/s, v E=0.300 m/s ,请将实验数据填入表格中,并在坐标系中作出小车运动的v t图
(3)由所作v t图像判断,小车所做的运动为 .
解析:(1)在打D点时小车的速度公式为v D=代入数据得v D =
0.280 m/s,把数据填入表格,相邻时间间隔为0.1 s.(2)作图像注意描点清晰,标度适合,坐标轴标明物理量和单位,各组数据描点后发现这些点接近在一条直线上,过这些点作一条直线,使尽可能多的点落在直线上;不在直线上的点均匀分布在直线两侧;离直线较远的点视为错点,连线时不考虑.(3)小车运动的v t图像是倾斜的直线,表示小车做匀加速直线运动.
答案:(1)v D=0.280
(3)匀加速直线运动