内容正文:
物理
必修第一册 YJ
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第三节 测量匀变速直线运动的加速度
刷基础
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1.[山东名校考试联盟2025高一上联考]两个实验小组分别采用了不同的装置来测定物体的加速
度.第一小组利用了电磁打点计时器和纸带,如图1所示,第二小组使用了气垫导轨和光电门,如
图2所示.
图1
图2
图3
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(1)关于电磁打点计时器,以下说法正确的是____(多选);
A.采用直流电源供电,电压为
B.打点的周期由交流电的频率决定
C.纸带移动速度越大,相邻两点的间距越大
D.纸带移动速度越小,相邻两点的间距越大
解析 电磁打点计时器采用交流电源供电,电压为 ,A错误;打点的周期由交流电的频率决定,
B正确;因打点周期一定,则纸带移动速度越大,相邻两点的间距越大,C正确,D错误.
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(2)关于光电门测速度,下列说法正确的是____(多选);
A.利用光电门测量的速度可以近似认为是瞬时速度
B.图2中滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间
C.遮光条宽度适当窄一些,光电门测量的瞬时速度更准确
D.利用光电门只能测量物体做匀变速直线运动的速度
解析 因遮光条遮光时间很短,则平均速度可近似认为等于瞬时速度,即利用光电门测量的速度可以
近似认为是瞬时速度,A正确;滑块做加速运动,则题图2中滑块通过光电门1的时间大于通过光电
门2的时间,B错误;遮光条宽度适当窄一些,平均速度更接近瞬时速度,即光电门测量的瞬时速度更
准确,C正确;利用光电门能测量物体做任何直线运动的瞬时速度,D错误.
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(3)第一小组得到纸带的一部分如图3所示,图中、、、、 为相邻的计数点,每两个相
邻计数点间有4个计时点(未画出),分别测出、、、、相邻两点之间的距离为、 、
、,已知打点计时器所接电源频率为,则小车运动的加速度 ______________
(用、、、、 表示);
解析 每两个相邻计数点间有4个计时点未画出,可得 ,则小车运动的加速度
.
(4)第二小组实验中,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离为 ,遮光条固定在滑块上,
用数字计时器测得遮光条通过两个光电门的遮光时间分别为和,已知遮光条的宽度为 ,则滑
块运动的加速度_ _________(用、、、 表示).
解析 遮光条通过两个光电门的速度分别为、,加速度 .
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2.某同学用如图(a)所示的实验装置研究匀变速运动,将木块从倾角为 的木板上静止释放,
与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位置随时间变化的规律,如图(b)中的
曲线②所示.图中木块的位置从到、从到的运动时间均为 .
图(a)
图(b)
(1)根据图(b)可得,木块经过位置时的速度______,木块运动的加速度 ________
(用已给物理量的字母表示).
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解析 木块在木板上做匀加速直线运动,则木块经过位置时的速度 ,相邻相等时间内位
移之差,故,解得 .
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(2)若只增大木板的倾角,则木块相对传感器的位置随时间变化的规律可能是图(b)中的曲线
____.
①
解析 若只增大木板的倾角,则木块的加速度增大,根据 可知木块相对传感器的位移随时间
变化的规律可能是题图(b)中的①.
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3.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中
丙
丁
(1)甲小组同学用同一打点计时器打出的两条纸带如图甲、乙所示,由纸带可知____.
A.纸带甲的加速度比乙的大
B.纸带甲的加速度比乙的小
C.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的大
D.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的小
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解析 根据 ,由纸带可知,纸带甲的相邻相等时间内的位移差较小,可知纸带甲的加速
度比乙的小,选项A错误,B正确;在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的位移小,根
据 可知,平均速度比乙的小,选项C错误,D正确.
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(2)乙小组同学记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出、、、、、、
共七个计数点,其相邻点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点的间隔时间为 .由此计
算出打下、、、、 五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度标在如图丁所示的坐标纸上,
画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图像.根据图像,求出小车运动的加速度为______________
_________ (保留三位有效数字).
解析 根据图像可得小车运动的加速度为 (
均可).
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4.[重庆南开中学2025高一上期中]实验小组利用图1所示的装置探究“物块速度与高度的关
系”.主要探究思路如下:
图1
图2
图3
①安装完装置,测量方形小物块的高度及其上沿距光电门中心的高度 ;
②悬挂一定数量的钩码,将物块从铁架台底部由静止释放,记录物块通过光电门的遮光时间 ;
③改变光电门的高度,测量物块上沿距光电门中心的高度,重复第②步……由此可得到多组数据
;
④整理器材,完成数据探究.
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(1)关于该实验,下列说法正确的是___(单选,填正确答案标号).
A.每次静止释放钩码前,应确保细线均处于竖直状态
B.每次操作时,钩码数量可随意增减
A
解析 每次静止释放钩码前,应确保细线均处于竖直状态,保证物块在竖直方向做直线运动,故A正确;
每次操作时,钩码数量应保持不变,故B错误.
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(2)速度计算:若小组中某同学将物块通过光电门时遮光的平均速度当作其上沿到达光电门中
心的瞬时速度,则该同学得到的物块上沿到达光电门中心的速度表达式 __(用题给物理量符
号表示).
解析 物块上沿到达光电门中心的速度表达式 .
(3)规律探究:该同学描绘出了 关系图像,如图2所示.为便于探究,请帮助分析:纵轴仍
为 、横轴应改为___(单选,填正确答案标号)才能得到图3所示的线性关系.
A. B. C.
B
解析 设物块和钩码的加速度大小为,由,得,,则纵轴仍为 、横轴
应改为 才能得到题图3所示的线性关系.故选B.
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(4)误差分析:该同学通过帮助得到如图3所示的线性(正比)关系图像,计算得到该直线的斜
率为 .考虑到物块上沿到达光电门中心的瞬时速度与遮光的平均速度的差异,则实验得到的图线
斜率 比理论上的斜率______(填“偏大”或“偏小”).
偏小
解析 物块上沿到达光电门中心的瞬时速度小于遮光的平均速度,故实验得到的图线斜率 比理论
上的斜率偏小.
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$$