2022届高三物理专项突破力学实验：用现代技术测定加速度

2022届高考物理专项突破 力学实验：用现代技术测定加速度17 1．如图甲所示，用光电门研究小钢球下落的速度及当地的重力加速度。每次小钢球从 A 光电门上方同一位置无初速度释放，保持 A光电门位置不变，每次释放小钢球前降低一次 B 光电门的位置，多次试验，测得 A、B 光电门之间的距离为 h，数字计时器记录得到小钢球从 A 光电门运动到 B 光电门的时间为 t，得到小钢球的 的图像如图乙所示。 (1)用毫米刻度尺和两个小三角板测得小钢球的直径如图丙所示，小球的直径为___________mm。若小球的直径为 d，小钢球经过光电门 A 的遮光时间为t ，小钢球经过光电门 A 的速度大小为___________。 (2)由图乙可知小钢球经过 A 光电门的速度大小为___________m/s，当地的重力加速度大小为___________m/s2（此小问均保留三位有效数字） 2．如图，用研究小车在轨道上运动规律时，用位移传感器获得的图像，可以看出小车在段做________运动。如果要测量小车通过轨道某处时的瞬时速度，也可选用____________传感器。 3．某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度，为光电门。实验过程如下： a.测出小球的直径； b.将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在处时球心到光电门的距离； c.把小球从处由静止释放，经过光电门时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间； d.保持小球释放位置不变，改变光电门的位置，测得不同对应的挡光时间； e.以为横坐标，为纵坐标建立坐标系，利用测得的数据作图，得到一条过原点的倾斜直线。 请回答下列问题： （1）实验室提供下列小球，最合适实验的是（____） A．塑料球 B．小木球 C．玻璃球 D．小钢球 （2）小球通过光电门的速度________。 （3）实验中测得图像的斜率为，则重力加速度________。 （4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作，其余操作均按要求进行，那么他测得的图像可能为图中的________（选填“1”，“2”，“3”），他测得的重力加速度________（选填“偏大”“偏小”，“无影响”）。 4．某同学尝试用DIS验证牛顿第二定律，实验室提供了两组装置，如图（a）、（b）所示。 （1）图（a）中，A是位移传感器的________装置。 （2）该同学想验证“合外力一定时，物体做匀加速直线运动”，则可选用的装置是________（填“a组”，“b组”或“两组均可”），理由是________________________________。 （3）由于实验室中勾码质量较大，为减小误差，该同学改造了实验装置，在小车上加力传感器，如图（c）所示。该装置能否通过“保持勾码重力不变，仅改变小车部分质量”的方式验证“合外力不变时，加速度与物体质量成反比”这一结论？________。请简要说明理由： ___________________。 5．某实验小组为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光条。如图甲所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.05s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.01s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为0.20s。用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺示数如图乙所示。 （1）读出遮光条的宽度d=___________cm。 （2）估算滑块的加速度a=___________m/s2（保留两位有效数字）。 （3）为了减小实验误差，下列措施最合理的是___________。 A．尽量减小钩码质量 B．遮光条宽度越宽越好 C．其他条件不变多次测量取平均值 6．在用如图的装置研究滑块在钩码牵引下的运动，从而测量重力加速度的实验中，已知滑块的质量为M、钩码的质量为m，挡光条的宽度为d。回答下列问题：（用测得量和已知量的符号表示） (1)调整导轨水平、细绳与导轨平行后给气垫导轨充气，待稳定后释放滑块。测得挡光条通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门时速度的大小为______； (2)从导轨标尺读出滑块释放点与光电门的间距为x，则滑块加速度的大小为______； (3)可知当地重力加速度的大小为______。 7．用气垫导轨测滑块的加速度，在气垫导轨的滑块上安装了宽度为d的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，遮光板通过第一个光电门的时间为∆t1，通过第二个光电门一辆时间为∆t2，遮光条从第一个光电门到第二个光电门的时间为∆t。 （1）在实验过程中张伟同学测得遮光条的宽度为d=1.00cm，第一个光电门所记录的时间∆t1=0.02s，则滑块通过第一个光电门