第04讲 科学测量:做直线运动物体的瞬时速度题型专项训练-2027届高考物理一轮复习
2026-06-03
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.88 MB |
| 发布时间 | 2026-06-03 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 流云 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58192494.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“解题口诀+高考考向+题型专练”为框架,系统覆盖纸带数据处理、逐差法、图像分析、误差操作及新式测速五大模块,构建“方法-考向-应用”三维训练体系,强化运动观念与科学推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|纸带数据求瞬时速度|6题|取相邻两点,平均代瞬时,间距对半算|从基础数据处理切入,建立平均速度与瞬时速度的关联|
|逐差法求加速度|6题|分段隔项相减,均分差值求加速|承接纸带分析,通过数据均分减小误差,深化运动规律应用|
|图像法分析速度变化|6题|描点连线看斜率,纵轴读数辨速度|结合数学工具,实现运动过程可视化,培养科学思维|
|实验误差与操作辨析|6题|先开打点后释放,误差来源记分明|聚焦实验细节,强化科学探究中的严谨态度与误差控制|
|新式方案测速度|6题|器材变通思路活,原理不变算速度|拓展传统方法,融合光电门、传感器等创新情境,提升知识迁移能力|
内容正文:
第04讲 科学测量:做直线运动物体的瞬时速度题型专项训练
〖组卷模式:解题口诀+高考考向+题型专练〗
题型01 纸带数据求瞬时速度 1
题型02 逐差法求加速度 3
题型03 图像法分析速度变化 5
题型04 实验误差与操作辨析 8
题型05 新式方案测速度 11
题型01 纸带数据求瞬时速度
解题口诀:取相邻两点,平均代瞬时,间距对半算。
高考考向:利用打点纸带计算某点瞬时速度、判断运动状态。
1.同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点如图,四条纸带上a、b之间的距离相等,其中a、b间的平均速度最大的是( )
A. B.
C. D.
2.某兴趣小组利用打点计时器来研究一电动玩具车的运动情况,下列纸带中左侧点为先打下的点,则记录了小车做减速运动的是( )
A. B.
C. D.
3.打点计时器打出的一段纸带如图所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是纸带上打出的一组连续的点,0、1、2、3是每间隔三个点连续标出的4个计数点,下列说法正确的是( )
A.两个相邻的计数点之间的时间为0.06 s
B.A、D两点间的平均速度小于H、K两点间的平均速度
C.H点的瞬时速度可以用F、K两点间的平均速度粗略表示
D.G、I两点间的平均速度可能比F、K两点间的平均速度更接近H点的瞬时速度
4.如图是实验中得到的一条纸带,则点迹密集的地方表示物体运动的速度____(填“较大”或“较小”)。用可以表示D、G间的平均速度,也可以粗略地代表E点的瞬时速度,为了更加精确的表示E点的瞬时速度,理论上讲应把包含E点在内的时间间隔Δt取得__________(填“小一些”或“大一些”)。
5.如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每相邻两个计数点间还有四个点没有画出。
(1)已知打点计时器所使用的电源频率为,求纸带上相邻两点的时间间隔。
(2)求图中A、B两点间距x。
(3)求C点对应的速度。(计算结果保留三位有效数字)
6.小车拖着纸带运动,用打点计时器在纸带上打出一些点。如图所示给出了从A点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G都为计数点。测得:s1=1.40 cm,s2=1.90 cm,s3=2.38 cm,s4=2.88 cm,s5=3.39 cm,s6=3.87 cm,那么:
(1)从计数点A,到计数点G,小车运动的时间是多少?
(2)小车做怎样的运动?
题型02 逐差法求加速度
解题口诀:分段隔项相减,均分差值求加速。
高考考向:多段纸带求加速度、误差分析与数据取舍。
7.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,如图所示是打点计时器打出的一条纸带。纸带上相邻两计数点间的距离分别为、、和,相邻两计数点间的时间间隔为T。则加速度a的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图是某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中得到的一条纸带,已知计时器打点的频率为50Hz。他从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,小车的加速度为(结果保留三位有效数字)( )
A.30m/s2 B.30.0m/s2 C.1.2m/s2 D.1.20m/s2
9.某同学在“用打点计时器研究小车的运动”实验中,得到小车某次匀加速直线运动的一条纸带,如图所示。O、A、B、C、D为依次选取的计数点,计数点间的间距已在图中标出,且相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则( )
A.打下B点时,小车的速度为0.37m/s
B.打下B点时,小车的速度为0.74m/s
C.小车的加速度为0.3m/s2
D.小车的加速度为1.2m/s2
10.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到如图所示的纸带并测量出相邻计数点之间的距离x,相邻计数点间的时间间隔为T,下列计算方式中合理的是( )
A.打下计数点3的瞬时速度:
B.打下计数点3的瞬时速度:
C.小车的平均加速度:
D.小车的平均加速度:
11.在“测量小车的瞬时速度”的实验中,如图甲所示为某次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻两计数点间的时间间隔。(计算结果均保留三位有效数字)
(1)计算各点的瞬时速度,则______。
(2)并根据纸带数据求出小车运动的加速度______。
12.近年来,哈尔滨冰雪旅游持续火爆,冰雪大世界更是成为标志性打卡地,其中全长521米的冰滑梯凭借惊险刺激的体验吸引了无数游客。校园电视台的同学们在为家乡拍摄宣传纪录片时,利用无人机在游客从静止开始下滑过程中每隔1.0秒拍摄一张照片,照片记录了游客下滑过程中的部分位置如图1。假设冰滑梯可视为一个粗糙程度处处相同的倾斜斜面如图2,游客(含装备)可视为质点,下滑过程中不考虑空气阻力。(,,)
(1)通过无人机拍摄的照片可测算出游客沿斜面下滑阶段部分位移,,,
①利用逐差法计算游客在冰滑梯上下滑的加速度大小为________(结果保留2位有效数字)
②若已知冰滑梯的倾角,求倾斜冰面与游客(含装备)之间的动摩擦因数________(结果保留2位有效数字)
(2)为保障安全,实际游玩中在滑梯底端后的水平面上铺设有固定在地面上的防滑缓冲垫,且要求在垫上滑行距离不能超过70m。假设冰滑梯全长,冰滑梯的倾角,若倾斜冰面与游客间的动摩擦因数与第一问所求相同,忽略游客在连接处的能量损失,则防滑缓冲垫与游客(含装备)间的动摩擦因数不小于________(结果保留2位有效数字,防滑缓冲垫动摩擦因数通常在0.8-1.5之间)
题型03 图像法分析速度变化
解题口诀:描点连线看斜率,纵轴读数辨速度。
高考考向:绘制v-t图像、由图像求速度/加速度。
13.用图像来分析物理规律是物理学常用的方法,小辅、阿仁等四位同学在学完“研究匀变速直线运动规律”时,根据不同时刻速度描点做作出小车运动v-t关系图,最为合理的图像是( )
A.B.C.D.
14.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度并以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。该同学在直角坐标系上一共描出了10个点,不计空气阻力,如图所示。下列说法中正确的是( )
①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图像不可能为一条直线,而v-t应为一条平滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远,图像可能为一条直线
③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏离较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
15.如图所示的实验装置可完成以下实验
在上图装置中,若不放置小车而用手直接拉穿过打点计时器的纸带,打点后在纸带上选取一些计数点,求出相应的瞬时速度,在坐标系中描点作图。图像所反映的情况与实际更接近的是( )
A.B.C.D.
16.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律,把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上,小车拖动纸带运动时,纸带上打出的点如图甲所示。某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像:先把纸带每隔0.1s剪断,得到若干短纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸带下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间,最后将纸带上端中心连起来,于是得到 v-t图像,如图乙所示,已知电源的频率为50 Hz。则下列说法正确的是( )
A.依次并排的纸条长度分别代表0.1s内、0.2s…内小车的位移大小
B.依次并排的纸条长度之比等于0.05 s、0.15s…时刻小车的速度大小之比
C.绘制v-t图像的过程中,用纸条的段数表示时间(横轴),用纸条的长度表示速度(纵轴),体现了转化放大的思想
D.图乙中所有纸条的总长度等于v-t图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积”
17.学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时得到了两条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。对于这两条纸带的处理,学习小组采用了如下方法。先把纸带每隔0.1s剪断,得到若干短纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间,最后将纸条上端中心连起来,于是得到了图象如图所示,则通过这条纸带所求得的加速度大小为______。
18.在研究物体做速度越来越大的直线运动的实验中,得到了一条与物体相连的清晰纸带,如图1所示,图中相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点周期是0.02s,试根据纸带求解以下问题(计算结果均保留三位有效数字)。
(1)纸带的哪一端与物体相连?
(2)相邻计数点间的时间间隔是多少?
(3)BD段对应的物体的平均速度是多大?
(4)打C点时,物体的瞬时速度是多大?
(5)求出A、B、D、E点的速度,在图2所示的坐标纸上画出v-t图像。
(6)根据图像判断物体的速度随时间做怎样的变化。
题型04 实验误差与操作辨析
解题口诀:先开打点后释放,误差来源记分明。
高考考向:实验操作正误判断、系统/偶然误差分析。
19.关于误差和有效数字,下列说法正确的是( )
A.误差是真实值和测量值之间的差值,只要仪器绝对精密,测量足够准确,可完全消除误差
B.偶然误差可以通过多次重复测量求平均值来减小,测量值总是大于(或小于)真实值
C.测量值与真实值的差异叫绝对误差,绝对误差与真实值的比值叫相对误差
D.通过读数获得的准确数字叫有效数字
20.如图所示,气垫导轨上的滑块经过光电门时,其上方的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,下列做法正确的是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.增大气垫导轨与水平面的倾斜角度
D.增大滑块的质量
21.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个打点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点对齐。请回答以下问题:
(1)(多选)下列操作正确的有( )
A.拉小车的细线应与木板平行
B.电火花计时器应使用以下交流电源
C.应先接通电源,后释放小车
(2)根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的________(填“左”或“右”)端相连;
(3)打这个计数点时纸带的瞬时速度________m/s。(结果保留两位有效数字);
(4)小车运动的加速度大小________。(结果保留两位有效数字)
22.某同学用如图1所示的实验装置“探究小车的运动规律”,把电火花计时器固定在长木板没有滑轮的一边,小车一端连接纸带,另一端通过跨过定滑轮的细线与重物相连。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填选项序号)。
A.电火花计时器应接8V交流电源
B.电火花计时器应接220V交流电源
C.该实验一定要平衡摩擦力
D.要先接通电源后释放小车
E.要先释放小车后接通电源
(2)如图2所示为一条记录小车运动情况的纸带,打点计时器使用的电源频率为50Hz,图中A、B、C、D、E为计数点,相邻计数点之间还有4个点未画出,B、C、D、E各点到A的距离分别用、、、表示,若测得,,则打下D点时小车的速度大小______,小车的加速度大小______。(结果均保留2位有效数字)
23.在高中阶段,我们学习了多种测量物体加速度的方法。
(1)某同学利用打点计时器进行“探究匀变速直线运动规律”的实验,某次测量的纸带如图所示。如图是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,已知交流电频率为50Hz。
(i)小车经过F 点时的速度大小为_______m/s,小车的加速度大小为_______m/s²(结果均保留3位有效数字)。
(ii)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(iii)另一同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带,并选取了第一个比较清晰的点为计数点O,并依次计算出后面各点到O点的距离x与所用时间t的比值。作出的图像,如图所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则O点的速度为v0=______。加速度为a=_______(均用b、c、d表示)。
(2)通过光电门,同样可以测量物体的加速度。如图,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条,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,通过第二个光电门的时间,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=2.5s,试估算滑块的加速度a2=______m/s2(保留两位有效数字),该估算值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
24.某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验后,利用频闪照相研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示,将小车从斜面上由静止释放,用频闪相机从小车运动的侧面进行拍照,已知频闪仪的频率为10Hz,得到如图乙所示的照片。根据照片测得线段,,,。
(1)根据以上信息,可求得小车运动到位置A处时的速度大小__________m/s,小车运动过程中的加速度大小__________(以上两个结果均保留两位小数);
(2)根据以上数据可推知,小车在O点的速度__________(选填“为零”或“不为零”)。如果当时频闪仪的频率为12Hz,而做实验的同学们并不知道,那测得的加速度与真实值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
题型05 新式方案测速度
解题口诀:器材变通思路活,原理不变算速度。
高考考向:光电门、频闪摄影、传感器等新型装置测速,方案评价与对比。
25.随着信息技术的发展,中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图,这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右匀速运动的小车上,测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,B盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。经过一段时间,A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,此次B接收的时间差。A两次发射超声波的时间间隔为,空气中的声速为,下列说法错误的是(红外线的传播时间可以忽略)( )
A.A第一次发射超声波时与B之间的距离为
B.B第二次接收到超声波时,A与B的距离为
C.A两次发射超声波过程中,小车运动的距离为
D.小车运动的平均速度为
26.如图所示,在气垫导轨上安装有两个光电计时装置、,、间距离为,为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一个宽度为的遮光条,现让滑块加速通过计时装置A、B,记录遮光条通过A、B的时间分别为、,滑块从A到B所用时间为。下列说法正确的是( )
A.滑块通过的速度为
B.滑块通过的速度为
C.滑块在、间运动的平均速度大小为
D.滑块在、间运动的加速度为
27.利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动,如图所示是小球运动时多次曝光照片,相机闪光时间间隔是0.1s,则在此拍摄的过程中,小球运动的平均速度为( )
A.0.25m/s B.0.20m/s C.0.15m/s D.0.10m/s
28.图甲是用“位移传感器”测小车速度的示意图,该系统由在同一直线上且等高的A、B两个小盒组成、盒装有红外线和超声波发射器,盒装有红外线和超声波接收器。盒被固定在向右运动的小车上,盒固定在桌面上,测量时向同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)。盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。之后每经过很短且恒定的时间后系统自动进行下一次测量,时间差依次为、……已知空气中声速为,红外线在与之间的传播时间可忽略。
(1)第一次发射红外线脉冲和超声波脉冲时与之间的距离_____;
(2)实验中测得第1~4次的时间差如图乙所示。由图可知,小车运动的方向是_____(填“靠近”或“远离”)盒,在做_____(填“加速”或“减速”)运动;
(3)小车在第一次和第二次测量时间内的平均速度大小为_____。
29.某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器,然后利用水写布(滴水后可在一定时间内保留水的痕迹)研究物体运动的规律.他将滴水器固定在水平桌面的上方,出水口到桌面的距离为,每当水滴滴到水写布上时,下一滴水刚好开始下落,如图甲所示,然后把与水写布连接的电动小车放置在水平桌面上,不计水写布的厚度。
(1)用手拉动小车,水写布上的水滴分布如图乙所示,则小车做__________(填“加速”或“减速”)运动;
(2)开动小车,水写布上的水滴分布如图丙所示.已知水写布上一个格的宽度为,当地重力加速度为,则水滴落到水写布上时小车的速度大小__________,小车运动的加速度大小__________。
30.某同学用手机来测量加速度。将气垫导轨一端垫高,打开气源,在导轨顶端由静止释放滑块。使用手机录像功能(帧率240fps,即每秒拍摄240次)拍摄滑块的运动过程,利用手机软件解析的帧数来记录时间,得到滑块前端在刻度尺上的位置与时间的关系如下表所示(时释放滑块):
t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
x/cm
0
2.15
5.20
9.15
14.00
(1)滑块在时的速度大小为____m/s,滑块运动时的加速度大小为____。
(2)若实际帧率略低于240fps,则加速度的测量值____(选填“偏大”或“偏小”)。
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第04讲 科学测量:做直线运动物体的瞬时速度题型专项训练
〖组卷模式:解题口诀+高考考向+题型专练〗
题型01 纸带数据求瞬时速度 1
题型02 逐差法求加速度 4
题型03 图像法分析速度变化 7
题型04 实验误差与操作辨析 12
题型05 新式方案测速度 17
题型01 纸带数据求瞬时速度
解题口诀:取相邻两点,平均代瞬时,间距对半算。
高考考向:利用打点纸带计算某点瞬时速度、判断运动状态。
1.同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点如图,四条纸带上a、b之间的距离相等,其中a、b间的平均速度最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由于打点计时器打点的时间间隔相等,在打下相同个数的点的过程中,所用的时间相同,而纸带A打点最少,四条纸带中a到b位移相等,所以纸带A的平均速度最大,故选A。
2.某兴趣小组利用打点计时器来研究一电动玩具车的运动情况,下列纸带中左侧点为先打下的点,则记录了小车做减速运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.观察每条纸带记录下的点可知;A纸带上点间距相同,故A记录的是匀速运动,故A错误;
B.B纸带上点间距逐渐减小,故B记录的是减速运动,故B正确:
C.C纸带上点间距逐渐增大,故C记录的是加速运动,故C错误;
D.D纸带点间距先相同后增大,故D纸带记录的是先做匀速运动后加速运动,故D错误。
故选B。
3.打点计时器打出的一段纸带如图所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是纸带上打出的一组连续的点,0、1、2、3是每间隔三个点连续标出的4个计数点,下列说法正确的是( )
A.两个相邻的计数点之间的时间为0.06 s
B.A、D两点间的平均速度小于H、K两点间的平均速度
C.H点的瞬时速度可以用F、K两点间的平均速度粗略表示
D.G、I两点间的平均速度可能比F、K两点间的平均速度更接近H点的瞬时速度
【答案】BCD
【详解】A.两个相邻的计数点之间的时间为
故A错误;
B.由纸带可知A、D两点间的距离小于H、K两点间的距离,且A、D两点间的时间间隔等于H、K两点间的时间间隔,则A、D两点间的平均速度小于H、K两点间的平均速度,故B正确;
C.根据极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度可知,H点的瞬时速度可以用F、K两点间的平均速度粗略表示,只不过误差较大,最接近与H点瞬时速度的是GI间的平均速度,故C正确;
D.因为当或较小时,求得的平均速度更接近某点的瞬时速度,所以G、I两点间的平均速度可能比F、K两点间的平均速度更接近H点的瞬时速度,故D正确。
故选BCD。
4.如图是实验中得到的一条纸带,则点迹密集的地方表示物体运动的速度____(填“较大”或“较小”)。用可以表示D、G间的平均速度,也可以粗略地代表E点的瞬时速度,为了更加精确的表示E点的瞬时速度,理论上讲应把包含E点在内的时间间隔Δt取得__________(填“小一些”或“大一些”)。
【答案】 较小 小一些
【详解】[1]由于纸带上相邻计数点间的时间间隔相等,所以点迹密集的地方表示物体运动的速度较小;
[2]当Δt越小,两点间的平均速度越接近瞬时速度,所以时间间隔Δt应取得小一些。
5.如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每相邻两个计数点间还有四个点没有画出。
(1)已知打点计时器所使用的电源频率为,求纸带上相邻两点的时间间隔。
(2)求图中A、B两点间距x。
(3)求C点对应的速度。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)题意知打点计时器所使用的电源频率为,纸带上相邻两点的时间间隔
(2)图中A、B两点间距
(3)由于每相邻两个计数点间还有四个点没有画出,则每相邻两个计数点间时间间隔
根据匀变速直线运动规律,可知C点对应的速度等于BD段的平均速度,即
6.小车拖着纸带运动,用打点计时器在纸带上打出一些点。如图所示给出了从A点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G都为计数点。测得:s1=1.40 cm,s2=1.90 cm,s3=2.38 cm,s4=2.88 cm,s5=3.39 cm,s6=3.87 cm,那么:
(1)从计数点A,到计数点G,小车运动的时间是多少?
(2)小车做怎样的运动?
【答案】(1)0.6 s;(2)速度越来越快
【详解】(1)从计数点A,到计数点G,小车运动的时间是
t=0.02×5×6 s=0.6 s
(2)由纸带可知,相邻两点间的距离逐渐增加,说明小车的速度越来越快。
题型02 逐差法求加速度
解题口诀:分段隔项相减,均分差值求加速。
高考考向:多段纸带求加速度、误差分析与数据取舍。
7.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,如图所示是打点计时器打出的一条纸带。纸带上相邻两计数点间的距离分别为、、和,相邻两计数点间的时间间隔为T。则加速度a的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】物体做匀加速直线运动,相邻两计数点间的时间间隔为T,为了减小实验误差,利用逐差法计算加速度,则有
故选A。
8.如图是某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中得到的一条纸带,已知计时器打点的频率为50Hz。他从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,小车的加速度为(结果保留三位有效数字)( )
A.30m/s2 B.30.0m/s2 C.1.2m/s2 D.1.20m/s2
【答案】D
【详解】每五个点取一个计数点,则相邻计时点间的时间间隔为T=0.1s,则小车的加速度
故选D。
9.某同学在“用打点计时器研究小车的运动”实验中,得到小车某次匀加速直线运动的一条纸带,如图所示。O、A、B、C、D为依次选取的计数点,计数点间的间距已在图中标出,且相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则( )
A.打下B点时,小车的速度为0.37m/s
B.打下B点时,小车的速度为0.74m/s
C.小车的加速度为0.3m/s2
D.小车的加速度为1.2m/s2
【答案】AD
【详解】AB.打下B点时,小车的速度为,A正确,B错误;
CD.小车的加速度为,C错误,D正确。
故选AD。
10.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到如图所示的纸带并测量出相邻计数点之间的距离x,相邻计数点间的时间间隔为T,下列计算方式中合理的是( )
A.打下计数点3的瞬时速度:
B.打下计数点3的瞬时速度:
C.小车的平均加速度:
D.小车的平均加速度:
【答案】AD
【详解】AB.利用平均速度求某点的瞬时速度,时间间隔或距离越短,二者越接近,故可利用计数点2、4的平均速度求打下计数点3的瞬时速度,故A正确,B错误;
CD.利用“逐差法”可得小车的平均加速度,故C错误,D正确。
故选AD。
11.在“测量小车的瞬时速度”的实验中,如图甲所示为某次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻两计数点间的时间间隔。(计算结果均保留三位有效数字)
(1)计算各点的瞬时速度,则______。
(2)并根据纸带数据求出小车运动的加速度______。
【答案】 3.90 12.6
【详解】[1]
[2]
12.近年来,哈尔滨冰雪旅游持续火爆,冰雪大世界更是成为标志性打卡地,其中全长521米的冰滑梯凭借惊险刺激的体验吸引了无数游客。校园电视台的同学们在为家乡拍摄宣传纪录片时,利用无人机在游客从静止开始下滑过程中每隔1.0秒拍摄一张照片,照片记录了游客下滑过程中的部分位置如图1。假设冰滑梯可视为一个粗糙程度处处相同的倾斜斜面如图2,游客(含装备)可视为质点,下滑过程中不考虑空气阻力。(,,)
(1)通过无人机拍摄的照片可测算出游客沿斜面下滑阶段部分位移,,,
①利用逐差法计算游客在冰滑梯上下滑的加速度大小为________(结果保留2位有效数字)
②若已知冰滑梯的倾角,求倾斜冰面与游客(含装备)之间的动摩擦因数________(结果保留2位有效数字)
(2)为保障安全,实际游玩中在滑梯底端后的水平面上铺设有固定在地面上的防滑缓冲垫,且要求在垫上滑行距离不能超过70m。假设冰滑梯全长,冰滑梯的倾角,若倾斜冰面与游客间的动摩擦因数与第一问所求相同,忽略游客在连接处的能量损失,则防滑缓冲垫与游客(含装备)间的动摩擦因数不小于________(结果保留2位有效数字,防滑缓冲垫动摩擦因数通常在0.8-1.5之间)
【答案】(1) 2.0 0.50(2)1.4
【详解】(1)[1]已知拍摄间隔 ,位移 ,,,
根据逐差法公式:
代入数据得:
[2]对游客受力分析,由牛顿第二定律:
整理得:
代入数据 、、、:
(2)对游客从静止下滑到停止的全过程,由动能定理(初末动能均为0):
消去,代入、、:
解得:
要求滑行距离不超过70m,因此缓冲垫动摩擦因数不小于。
题型03 图像法分析速度变化
解题口诀:描点连线看斜率,纵轴读数辨速度。
高考考向:绘制v-t图像、由图像求速度/加速度。
13.用图像来分析物理规律是物理学常用的方法,小辅、阿仁等四位同学在学完“研究匀变速直线运动规律”时,根据不同时刻速度描点做作出小车运动v-t关系图,最为合理的图像是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】对匀加速直线运动而言,速度随时间均匀增大,即理论上应当是一条过原点的倾斜直线。实验中由于测量误差,描出的各测量点往往会分散在某条直线附近,因此应以“最佳直线”近似通过这些散点。
A.图像呈分段折线,不符合速度的匀速递增规律,故A错误;
B.图线明显弯曲且逐渐趋于水平,说明加速度在减小,不是匀加速,故B错误;
C.虽画出了直线但有明显离群点,并未合理处理这些散点,故C错误;
D.以过原点的直线“平均”地贯穿了几处测量散点,符合匀加速理论与实验处理方式,故D正确。故选D。
14.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度并以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。该同学在直角坐标系上一共描出了10个点,不计空气阻力,如图所示。下列说法中正确的是( )
①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图像不可能为一条直线,而v-t应为一条平滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远,图像可能为一条直线
③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏离较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
【答案】B
【详解】由于实验误差或错误的存在,这10个点不可能完全在一条直线上,但紧挨在一条直线附近,只有F和B两个点离这条直线远,用倾斜直线进行连接,这条直线通过大部分的点,不在直线上的点均匀分布在两侧,此条直线可表示小车运动的规律,故①、③错误,②正确;直线通过大多数的点,与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)可能是实验中出现错误造成的,故④正确,故B符合题意。
15.如图所示的实验装置可完成以下实验
在上图装置中,若不放置小车而用手直接拉穿过打点计时器的纸带,打点后在纸带上选取一些计数点,求出相应的瞬时速度,在坐标系中描点作图。图像所反映的情况与实际更接近的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】不放置小车而用手直接拉穿过打点计时器的纸带,手将做非匀变速直线运动,故图线不是直线,不能用折线连接各点速度,而是光滑的曲线。
故选D。
16.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律,把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上,小车拖动纸带运动时,纸带上打出的点如图甲所示。某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像:先把纸带每隔0.1s剪断,得到若干短纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸带下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间,最后将纸带上端中心连起来,于是得到 v-t图像,如图乙所示,已知电源的频率为50 Hz。则下列说法正确的是( )
A.依次并排的纸条长度分别代表0.1s内、0.2s…内小车的位移大小
B.依次并排的纸条长度之比等于0.05 s、0.15s…时刻小车的速度大小之比
C.绘制v-t图像的过程中,用纸条的段数表示时间(横轴),用纸条的长度表示速度(纵轴),体现了转化放大的思想
D.图乙中所有纸条的总长度等于v-t图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积”
【答案】BD
【详解】A.依次并排的纸带长度分别代表0~0.1s、0.1~0.2s、……时间内小车的位移的大小,故A错误;
B.剪下的纸条长度表示每0.1s时间内位移的大小,由公式,由于时间间隔相同(均为0.1s),所以纸条长度可以认为表示单位时间的位移,即速度,故依次并排的纸条长度可以代表0.05 s、0.15 s、…时刻小车的速度大小,故B正确;
C.用纸条的段数表示时间(横轴),用纸条的长度表示速度(纵轴),体现了等效的思想,故C错误;
D.图乙中所有纸条的总长度、图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积”均表示小车位移的大小,二者相等,故D正确。
故选BD。
17.学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时得到了两条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。对于这两条纸带的处理,学习小组采用了如下方法。先把纸带每隔0.1s剪断,得到若干短纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间,最后将纸条上端中心连起来,于是得到了图象如图所示,则通过这条纸带所求得的加速度大小为______。
【答案】0.2m/s2
【详解】因为剪断的纸带所用的时间都是
即时间t相等,所以纸带的长度等于此段纸带的平均速度之比,而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度,最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比,速度-时间直线斜率表示加速度,可知运动物体的加速度为
18.在研究物体做速度越来越大的直线运动的实验中,得到了一条与物体相连的清晰纸带,如图1所示,图中相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点周期是0.02s,试根据纸带求解以下问题(计算结果均保留三位有效数字)。
(1)纸带的哪一端与物体相连?
(2)相邻计数点间的时间间隔是多少?
(3)BD段对应的物体的平均速度是多大?
(4)打C点时,物体的瞬时速度是多大?
(5)求出A、B、D、E点的速度,在图2所示的坐标纸上画出v-t图像。
(6)根据图像判断物体的速度随时间做怎样的变化。
【答案】(1)左端(2)0.1s(3)1.86m/s(4)1.86m/s(5)见解析(6)物体的速度随时间均匀增大
【详解】(1)“物体做速度越来越大的直线运动”,则物体在相同时间内的位移便会越来越大,由此可以判断出纸带的左端与物体相连。
(2)“相邻两计数点之间还有四个计时点未画出”,说明相邻两计数点之间有5个计时间隔,可得相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
(3)BD段的位移ΔxBD=49.60cm-12.38cm=37.22cm
所用时间为ΔtBD=2T=0.2s
由平均速度公式得vBD=≈1.86m/s
(4)BD段的平均速度可以认为是C点的瞬时速度,故vC=1.86m/s。
(5)同理,A、B、D、E点的瞬时速度分别为vA==0.619m/s,vB=≈1.24m/s,vD=≈2.48m/s,vE=≈3.10m/s
在坐标纸上描点、连线,得v-t图像如图所示
(6)由图线看出,物体的速度随时间均匀增大。
题型04 实验误差与操作辨析
解题口诀:先开打点后释放,误差来源记分明。
高考考向:实验操作正误判断、系统/偶然误差分析。
19.关于误差和有效数字,下列说法正确的是( )
A.误差是真实值和测量值之间的差值,只要仪器绝对精密,测量足够准确,可完全消除误差
B.偶然误差可以通过多次重复测量求平均值来减小,测量值总是大于(或小于)真实值
C.测量值与真实值的差异叫绝对误差,绝对误差与真实值的比值叫相对误差
D.通过读数获得的准确数字叫有效数字
【答案】C
【详解】A.误差是真实值和测量值之间的差值,仪器绝对精密,测量足够准确,可以减小误差,但不能完全消除误差,故A错误;
B.偶然误差可以通过多次重复测量求平均值来减小,测量值有时大于真实值,有时小于真实值,并非总是大于(或小于)真实值,故B错误;
C.测量值与真实值的差异叫绝对误差,绝对误差与真实值的比值叫相对误差,故C正确;
D.根据有效数字的定义,可知从一个数的左边第一个非数字起,到末位数字止,所有的数字,包括,都是这个数的有效数字,而不是仅通过读数获得的准确数字,故D错误。
故选C。
20.如图所示,气垫导轨上的滑块经过光电门时,其上方的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,下列做法正确的是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.增大气垫导轨与水平面的倾斜角度
D.增大滑块的质量
【答案】A
【详解】A.要使更接近瞬时速度,应尽量减小计算平均速度的位移,即换用宽度更窄的遮光条,故A正确;
B.提高测量遮光条宽度的精确度,这不会影响遮光条将光遮住的时间,因此不会使更接近瞬时速度,故B错误;
C.增大气垫导轨与水平面的倾斜角度,只会改变滑块的运动状态,也不会使更接近瞬时速度,故C错误;
D.滑块的质量对滑块的瞬时速度大小的测定没有影响,故D错误。
故选A。
21.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个打点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点对齐。请回答以下问题:
(1)(多选)下列操作正确的有( )
A.拉小车的细线应与木板平行
B.电火花计时器应使用以下交流电源
C.应先接通电源,后释放小车
(2)根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的________(填“左”或“右”)端相连;
(3)打这个计数点时纸带的瞬时速度________m/s。(结果保留两位有效数字);
(4)小车运动的加速度大小________。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)AC(2)左(3)0.18(4)0.60
【详解】(1)A.拉小车的细线应与木板平行,以保证拉力方向与运动方向一致,减小实验误差,故A正确;
B.电火花计时器应使用220V交流电源,故B错误;
C.实验中应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,以充分利用纸带并保证打点清晰,故C正确。
故选AC。
(2)由纸带数据可知,从A到E相邻计数点间的距离逐渐增大,说明小车做加速运动。打点计时器打点的顺序是A、B、C、D、E,即A点最先打出。在纸带穿过打点计时器被拉出的过程中,靠近小车连接端的点最先通过打点计时器,因此最先打出的点A靠近小车连接端。在刻度尺上A点位于左端,所以小车与纸带的左端相连。
(3)根据题图提示需计算B点的瞬时速度。根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可得B点的瞬时速度
每相邻两个计数点间还有4个打点未画出,则计数点间的时间间隔代入数据得
(4)由逐差法可得加速度
代入数据得
22.某同学用如图1所示的实验装置“探究小车的运动规律”,把电火花计时器固定在长木板没有滑轮的一边,小车一端连接纸带,另一端通过跨过定滑轮的细线与重物相连。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填选项序号)。
A.电火花计时器应接8V交流电源
B.电火花计时器应接220V交流电源
C.该实验一定要平衡摩擦力
D.要先接通电源后释放小车
E.要先释放小车后接通电源
(2)如图2所示为一条记录小车运动情况的纸带,打点计时器使用的电源频率为50Hz,图中A、B、C、D、E为计数点,相邻计数点之间还有4个点未画出,B、C、D、E各点到A的距离分别用、、、表示,若测得,,则打下D点时小车的速度大小______,小车的加速度大小______。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)BD(2) 1.1 2.9
【详解】(1)AB.电火花打点计时器使用的220V 50Hz的交流电源,故A错误,B正确;
C.探究小车的运动规律的实验其要求小车做匀加速直线运动,不需要平衡摩擦力,故C项错误;
DE.该实验中,应该先接通电源再释放小车,故D正确,E错误。
故选BD。
(2)[1]由于相邻计数点之间还有4个点未画出,所以有。根据题图可知,
[2]纸带的加速度为
23.在高中阶段,我们学习了多种测量物体加速度的方法。
(1)某同学利用打点计时器进行“探究匀变速直线运动规律”的实验,某次测量的纸带如图所示。如图是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,已知交流电频率为50Hz。
(i)小车经过F 点时的速度大小为_______m/s,小车的加速度大小为_______m/s²(结果均保留3位有效数字)。
(ii)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(iii)另一同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带,并选取了第一个比较清晰的点为计数点O,并依次计算出后面各点到O点的距离x与所用时间t的比值。作出的图像,如图所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则O点的速度为v0=______。加速度为a=_______(均用b、c、d表示)。
(2)通过光电门,同样可以测量物体的加速度。如图,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条,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,通过第二个光电门的时间,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=2.5s,试估算滑块的加速度a2=______m/s2(保留两位有效数字),该估算值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
【答案】(1) 0.355 0.500 偏小 b (2) 0.12 偏小
【详解】(1)[1]交流电频率50Hz,每相邻计数点间有4个点未画出,故相邻计数点时间间隔
匀变速直线运动中,中间时刻瞬时速度等于平均速度,F点速度等于EG段平均速度
[2]用逐差法计算加速度
[3]频率增大后,实际周期变小,实验者仍用原周期计算,由
作为分母代入计算的时间偏大,故速度测量值偏小。
[4]匀变速直线运动位移公式
变形得
纵轴截距为O点速度,故
[5]图像斜率
得
(2)[1]遮光条宽度
通过光电门的平均速度近似为瞬时速度,
估算时取时间间隔为
故加速度
[2]计算滑块加速度的时间应该是滑块经过两个光电门中间时刻的时间,则、的实际时间间隔为
估算时采用的时间间隔较长,由可知,与滑块加速度的真实值相比较,估算值偏小。
24.某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验后,利用频闪照相研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示,将小车从斜面上由静止释放,用频闪相机从小车运动的侧面进行拍照,已知频闪仪的频率为10Hz,得到如图乙所示的照片。根据照片测得线段,,,。
(1)根据以上信息,可求得小车运动到位置A处时的速度大小__________m/s,小车运动过程中的加速度大小__________(以上两个结果均保留两位小数);
(2)根据以上数据可推知,小车在O点的速度__________(选填“为零”或“不为零”)。如果当时频闪仪的频率为12Hz,而做实验的同学们并不知道,那测得的加速度与真实值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 3.37 3.93(2) 不为零 偏小
【详解】(1)[1]根据题意可知,运动到A处时小车的速度大小
[2]根据逐差法,小车运动的加速度大小
(2)[1]由O到A小车做匀加速直线运动,根据运动学公式,得
则小车在O点时的速度不为零。
[2]如果实验时频闪相机实际拍摄频率为12Hz,则实际周期更短,由可知,实际加速度更大,即加速度的测量值和真实值相比是偏小的。
题型05 新式方案测速度
解题口诀:器材变通思路活,原理不变算速度。
高考考向:光电门、频闪摄影、传感器等新型装置测速,方案评价与对比。
25.随着信息技术的发展,中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图,这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右匀速运动的小车上,测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,B盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。经过一段时间,A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,此次B接收的时间差。A两次发射超声波的时间间隔为,空气中的声速为,下列说法错误的是(红外线的传播时间可以忽略)( )
A.A第一次发射超声波时与B之间的距离为
B.B第二次接收到超声波时,A与B的距离为
C.A两次发射超声波过程中,小车运动的距离为
D.小车运动的平均速度为
【答案】B
【详解】A.忽略红外线的传播时间,A第一次发射超声波时与B之间的距离为,A正确;
B.A第二次发射超声波时与B之间的距离为,当B第二次接收到超声波时,由于A在运动,A与B的距离一定大于,B错误;
C.A两次发射超声波过程中,小车运动的距离,C正确;
D.两次发射超声波的时间间隔为,即为小车运动所用的时间,则小车的平均速度为,D正确。
此题选择不正确的,故选B。
26.如图所示,在气垫导轨上安装有两个光电计时装置、,、间距离为,为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一个宽度为的遮光条,现让滑块加速通过计时装置A、B,记录遮光条通过A、B的时间分别为、,滑块从A到B所用时间为。下列说法正确的是( )
A.滑块通过的速度为
B.滑块通过的速度为
C.滑块在、间运动的平均速度大小为
D.滑块在、间运动的加速度为
【答案】D
【详解】A.滑块通过A的速度 ,故A错误;
B.滑块通过B的速度 ,故B错误;
C.A、B间的平均速度 ,故C错误;
D.由于遮光条通过光电门的时间远小于A到B的总时间,、对应的时间间隔近似等于,换算单位得,
由加速度定义,故D正确。
故选D。
27.利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动,如图所示是小球运动时多次曝光照片,相机闪光时间间隔是0.1s,则在此拍摄的过程中,小球运动的平均速度为( )
A.0.25m/s B.0.20m/s C.0.15m/s D.0.10m/s
【答案】D
【详解】由图可知小球运动的时间为
小球运动的位移为
则小球的平均速度为
故选D。
28.图甲是用“位移传感器”测小车速度的示意图,该系统由在同一直线上且等高的A、B两个小盒组成、盒装有红外线和超声波发射器,盒装有红外线和超声波接收器。盒被固定在向右运动的小车上,盒固定在桌面上,测量时向同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)。盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。之后每经过很短且恒定的时间后系统自动进行下一次测量,时间差依次为、……已知空气中声速为,红外线在与之间的传播时间可忽略。
(1)第一次发射红外线脉冲和超声波脉冲时与之间的距离_____;
(2)实验中测得第1~4次的时间差如图乙所示。由图可知,小车运动的方向是_____(填“靠近”或“远离”)盒,在做_____(填“加速”或“减速”)运动;
(3)小车在第一次和第二次测量时间内的平均速度大小为_____。
【答案】(1)(2) 远离 加速(3)
【详解】(1)由于红外线在A与B之间的传播时间可忽略,根据匀速直线运动规律得A、B间的距离为
(2)[1]因为超声波接收的时间变大,所以小车远离接收器;
[2]通过图乙可知纵坐标的差值越来越大即相邻两次测量的时间差的差值越来越大,所以汽车做加速运动;
(3)可知进行第二次测量时,A、B间的距离为
运动物体的速度
29.某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器,然后利用水写布(滴水后可在一定时间内保留水的痕迹)研究物体运动的规律.他将滴水器固定在水平桌面的上方,出水口到桌面的距离为,每当水滴滴到水写布上时,下一滴水刚好开始下落,如图甲所示,然后把与水写布连接的电动小车放置在水平桌面上,不计水写布的厚度。
(1)用手拉动小车,水写布上的水滴分布如图乙所示,则小车做__________(填“加速”或“减速”)运动;
(2)开动小车,水写布上的水滴分布如图丙所示.已知水写布上一个格的宽度为,当地重力加速度为,则水滴落到水写布上时小车的速度大小__________,小车运动的加速度大小__________。
【答案】(1)减速(2)
【详解】(1)沿运动方向看,相等时间内位移逐渐减小,故做减速运动;
(2)[1][2]水滴下落过程有
根据
可得
根据
可得
30.某同学用手机来测量加速度。将气垫导轨一端垫高,打开气源,在导轨顶端由静止释放滑块。使用手机录像功能(帧率240fps,即每秒拍摄240次)拍摄滑块的运动过程,利用手机软件解析的帧数来记录时间,得到滑块前端在刻度尺上的位置与时间的关系如下表所示(时释放滑块):
t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
x/cm
0
2.15
5.20
9.15
14.00
(1)滑块在时的速度大小为____m/s,滑块运动时的加速度大小为____。
(2)若实际帧率略低于240fps,则加速度的测量值____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 0.35 0.90/0.9(2)偏大
【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度可得
[2]相邻时间间隔位移差分别为,,,
利用逐差法公式
(2)若实际帧率略低于240fps,则理论时间间隔小于实际值,计算加速度时代入的偏小导致加速度测量值偏大。
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