第02讲 用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验-2023届高三物理高考复习101微专题模型精讲精练

第2讲 用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验 （2022·浙江）1．（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为 　6.21　cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为 　1.9　m/s2（保留两位有效数字）。 ②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是 　BC　（多选）。 A．换成质量更小的小车 B．调整长木板的倾斜程度 C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角 （2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中， ①下列说法正确的是 　D　（单选）； A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同 B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 ②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要 　3　（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O点。 【解答】解：（1）①刻度尺的分度值为0.1cm，需要估读到分度值的下一位，根据图2可知，打计数点B时小车的位移大小为6.21cm； 根据图3的数据可知，小车的加速度为 ②A、利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A错误； B、利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板靠近打点计时器的一端垫高一些，故B正确； C、以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，有 考虑到实际情况，即f远小于mg，有 则可知M＝4m 而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，要保证所悬挂质量远小于小车质量，可知目前实验条件尚不满足，所以利用当前装置在进行实验时，需要将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确； D、实验过程中，需将连接砝码盘和小车的此生应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误； 故选：BC。 （2）①A、在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，故A错误； B、在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B错误； C、实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误； D、为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D正确； 故选：D。 ②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点到达某一点O，记下位置O和弹簧秤示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向性相同，并记下此时弹簧秤的示数F2，只有一个弹簧秤将结点拉至O点，并记下此时的弹簧秤示数F的大小和方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉至O。 故答案为：（1）①6.21；1.9；②BC；（2）①D；②3 （2021·重庆）2．某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化，每拍摄一张照片。 （1）取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，则相邻标记位置之间的时间间隔是 　　s。 （2）测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示，由图可知，小球在0.15s～0.35s时间段平均速度的大小 　小于　（选填“大于”、“等于”、“小于”）在0.45s～0.65s时间段内平均速度的大小。 （3）在实验器材不变的情况下，能够减小实验测量误差的方法有：　每张照片标记一次小球的位置　（写出一种即可）。 【解答】解：（1）相邻标记位置之间的时间间隔是 （2）小球在0.15s～0.35s时间内（Δt＝0.35s﹣0.15s＝0.20s），位移Δx1＝240mm﹣40mm＝200mm＝0.200m，平均速度大小为m/s＝1.0m/s 小球在0.45s～0.65s时间内（Δt＝0.65s﹣0.45s＝0.20s），位移Δx2＝750mm﹣400mm＝350mm＝0.350m，平均速度大小为m/s＝1.75m/s 由此可知小球在0.15s～0.35s时间内平均速度的大小小于小球在0.45s～0.65s时间内的平均速度的大小； （3）在实