第1章 实验1 研究匀变速直线运动(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

　研究匀变速直线运动 教材原型实验　 1．(2023·山东日照高三模拟)小明同学用如图甲所示的装置测量做直线运动物体的瞬时速度和加速度，请你帮助小明完成实验。 甲 乙 (1)除了图甲中标出的器材外，还需要________。(请填选项前的字母序号) A．弹簧测力计 B．刻度尺 C．天平 D．秒表 (2)实验中，必要的措施是________。(请填选项前的字母序号) A．重物的质量远远小于小车的质量 B．先接通电源，待打点稳定后再释放小车 C．小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行 D．长木板的一端垫高，直到小车不挂重物时能够匀速下滑 (3)实验中得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。小车的加速度大小a＝________ m/s2(要求充分利用测量的数据，结果保留2位有效数字)。 [解析]　(1)研究小车的匀变速直线运动，需要测量小车的位移及时间，打点计时器可以记录时间，则只需要测量位移，所以需要刻度尺，则B正确，A、C、D错误。 (2)本实验只需小车做匀加速直线运动，不需要平衡摩擦力，也不需要细线的拉力等于重物的重力，所以A、D错误；使用打点计时器，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，所以B正确；小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行，才能保证纸带顺利通过限位孔，所以C正确。 (3)小车的加速度大小为 a＝＝×10－2 m/s2＝0.80 m/s2。 [答案]　(1)B　(2)BC　(3)0.80 2．(2022·天津等级考模拟)用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带。 (1)电火花计时器接的是__________伏的__________________(选填“直流”或“交流”)电源；计时器打点的时间间隔为0.02 s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示。 (2)小车由静止开始运动，则纸带的__________(选填“左”或“右”)端与小车相连。 (3)用刻度尺量得OA＝1.20 cm，OB＝2.80 cm，OC＝5.80 cm，OD＝7.20 cm，打B点时纸带的速度大小为__________m/s，纸带运动的加速度大小为__________m/s2。(计算结果均保留两位小数) (4)如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值__________(选填“偏大”或“偏小”)。 (5)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是__________。 A．电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．电源的电压越高，打点的时间间隔就越小 [解析]　(1)电火花计时器应用电压为220 V的交流电源。 (2)小车从静止开始，即做加速运动，相邻计数点间距变大，可知小车与纸带的左端相连。 (3)打B点时纸带的速度vB＝＝×10－2 m/s＝0.23 m/s 由逐差法得加速度大小为a＝＝×10－2 m/s2＝0.40 m/s2。 (4)如果在某次实验中，交流电的频率变大，那么实际打点周期变小，根据Δx＝aT2知，真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。 (5)电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源，故A错误；为了充分利用纸带，在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，故B正确；由T＝可知，使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；打点的时间间隔与电压无关，故D错误。 [答案]　(1) 220　交流　(2)左　(3)0.23　0.40　(4)偏小　(5)BC 3．在做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验中： (1)如图甲所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm。 甲 下表列出了打点计时器打下点B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。 位置 B C D E F 速度/(m·s－1) 0.737 0.801 0.994 (2)以A点为计时起点，在图乙坐标中画出小车的速度—时间图线。 乙 (3)根据所画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a＝________ m/s2。 (4)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏__