第一章 实验1 探究匀变速直线运动的特点（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验1　探究匀变速直线运动的特点 1．(2021·山东枣庄二模)某同学利用图甲所示的实验装置探究物块在水平桌面上的运动规律．现一物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 Hz(计算结果保留2位有效数字). 甲 乙 (1)计数点4对应的速度大小为________ m/s，计数点5对应的速度大小为________ m/s. (2)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________ m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”). 答案：(1) 0.80 m/s　1.0 m/s　(2)2.0 m/s2　偏大 解析：(1)每5个点取一个计数点，所以打点周期为0.1 s，根据中间时刻的速度等于平均速度可求出 v4＝ ＝ m/s＝0.80 m/s； v5＝ ＝ m/s＝1.0 m/s. (2)利用Δs＝aT2可求加速度的大小为 a＝ m/s2＝2.0 m/s2， 因为在减速阶段产生加速度的力分别有滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以计算结果比动摩擦因数的真实值偏大． 2．(2021·河北唐山模拟)某同学想测量重物下落时的加速度，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz，实验中得到一条打点清晰的纸带，如图所示的是截取了某一段纸带并用刻度尺(单位：cm)测量时的情景． 在纸带上取A、B、C三个计数点，满足在相邻两计数点之间还有一个打印点，则重物下落过程中打B点的瞬时速度为________ m/s，重物下落的加速度为________ m/s2(结果均保留2位有效数字).用这种方法测出的加速度值总是比当地的重力加速度的值________(填“大”或“小”).若用更加精密的仪器测量，在北京测得的重力加速度值将比在广州测得的重力加速度值________(填“大”或“小”). 答案：0.89(0.88～0.90均正确)　9.5(9.4～9.7均正确)　小　大 解析：根据匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B时小车的瞬时速度大小：vB＝ ＝ m/s＝0.89 m/s； 根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝at2得a＝ ＝ m/s2＝9.5 m/s2. 物体下落过程中会受到阻力的作用，因而测得的重力加速度会偏小．北京的纬度高于广州，所以重力加速度相对较大． 3．某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律．某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，且每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz.又测出A点到B、C、D、E点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4，以打A点作为计时起点，可以算出小车位移与对应运动时间的比值 ，所以作出 ­t图像如图丙所示． (1)实验中下列措施必要的是________(填正确答案标号). A．打点计时器接220 V交流电源 B．平衡小车与长木板间的摩擦力 C．细线必须与长木板平行 D．小车的质量远大于钩码的质量 (2)由图丙图像求出小车加速度a＝________m/s2，打A点时小车的速度vA＝________m/s.(结果均保留2位有效数字) 答案：(1)C　(2)5.0　0.40 解析：(1)电磁打点计时器接约为8 V交流电源，A错误；实验时不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，B错误；细线必须与长木板平行，C正确；实验中小车做匀加速运动即可，没必要小车的质量远大于钩码的质量，D错误．故选C. (2)根据x＝v0t＋at2得＝v0＋at，再由图像可知：v0＝vA＝0.40 m/s；a＝2k(k为直线斜率)＝2× m/s2＝5.0 m/s2. 4．(2020·江苏高考)疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究．并用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，现利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，已知实验装置如图1所示． 图1 (1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________． (2)下列主要操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的序号). ①把刻度尺竖直固定在墙上 ②捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置 ④打开手机摄像功能，开始摄像 (3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图2所示．已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为________m/s2. 图2 (4)在某次实验中，小明释放小球时手