内容正文:
第二章 匀变速直线运动
第一节 匀变速直线运动的特点
基础过关练
题组一 匀变速直线运动的理解
1.(2025广东广州秀全中学期中)对匀变速直线运动的理解,下列说法正确的是 ( )
A.速度保持不变
B.速度随时间均匀变化
C.位移随时间均匀变化
D.加速度随时间均匀变化
2.(2025江苏苏州五中月考)下列v-t图像中,表示质点做匀变速直线运动的是 ( )
题组二 实验探究匀变速直线运动的特点
3.在“探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点”实验中,利用数字计时器得出小球经过光电门的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示,在直角坐标系上一共描出了10个点。下列说法正确的是 ( )
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,而应为一条平滑的曲线
②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们都在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线较远
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)则可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
4.如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了对各个计数点间距离的测量结果。(单位:cm)
为了判断小车的运动是否为匀变速直线运动,该同学进行了以下计算。(单位:cm)
x2-x1
x3-x2
x4-x3
x5-x4
x6-x5
Δx的
平均值
1.60
1.55
1.62
1.53
1.61
1.58
各位移差与平均值最多相差 cm,即各位移差与平均值最多相差 (用百分数表示),由此可得出结论: 。
题组三 匀变速直线运动特点的应用
5.(2024福建三明一中月考)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
图1
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复多次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点作为计时起点O(t=0),然后每隔0.1 s选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F所示。
图2
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5。
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
图3
结合上述实验步骤,回答下列问题:
(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有 和 。(填选项前的字母)
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C(v3=0.86 m/s)对应的坐标点,并画出v-t图线。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是: 。根据v-t图像计算出小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。
(4)某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.05 cm,AB=7.68 cm,BC=8.31 cm,CD=8.95 cm,DE=9.57 cm,EF=10.20 cm,通过分析小车的位移变化情况,也能判断小车是否做匀变速直线运动。请你说明这样分析的依据是: 。
6.(2025广东潮州松昌中学期中,节选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中:
(1)乙图的打点计时器工作电压为 (填“交流”或“直流”) V。若提供的实验器材中同时有甲、乙两图所示的打点计时器,优先选用 图(填“甲”或“乙”);
(2)下列操作中正确的有 ;
A.打点计时器应安装在长木板有滑轮的一端
B.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
C.应先接通电源,后释放小车
D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1 s
E.用v-t图像处理数据时,必须用平滑的曲线连接所有的点
(3)小明同学在实验中得到了几条较为理想的纸带,已在每条纸带上每5个点取一个计数点,按打点先后编号为0、1、2、3、4。由于不小心,纸带被撕断了,如图所示。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:从纸带A上撕下的那段应该是 (填“B”“C”或“D”)。
答案与分层梯度式解析
第二章 匀变速直线运动
第一节 匀变速直线运动的特点
基础过关练
1.B 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,加速度保持不变,位移并不是随时间均匀变化,故A、C、D错误,B正确。
2.C A选项图中,质点的速度保持不变,说明质点做匀速直线运动,A错误。B选项图中,前一段时间,质点的速度均匀减小;后一段时间,质点的速度均匀增大,加速度发生变化,质点不做匀变速直线运动,B错误。C选项图中,质点的速度均匀变化,加速度保持不变,质点做匀变速直线运动,C正确。由v-t图线的斜率表示加速度可知,D选项图中,质点做加速度逐渐增大的加速运动,D错误。
3.B 实验存在误差,描出的点可能不在一条直线上,而偏离直线太远,则不属于误差,而是错误。若理想化,则这些点应在一条直线上,①③错误,②④正确。故选B。
4.答案 0.05 3.2% 在误差允许的范围内,连续相等时间内的位移差相等,小车做匀变速直线运动
解析 由表格中的数据可知,各位移差的平均值为1.58 cm,其中x5-x4=1.53 cm,与平均值相差最多,为0.05 cm,即×100%≈3.2%,故得出结论:在误差允许的范围内,连续相等时间内的位移差相等,小车做匀变速直线运动。
5.答案 (1)A C (2)图见解析 (3)小车运动的v-t图像是一条倾斜直线 0.63 (4)做匀变速直线运动的物体,在连续相等时间内的位移差是相等的
解析 (1)图中打点计时器工作时应使用电压合适的50 Hz的交流电源,而不是直流电源,A正确,B错误;测量纸带上的点之间的距离时,还需要用到刻度尺,C正确;利用打点计时器可以记录时间,无需用秒表计时,D错误;实验不用测量质量,不需要天平,E错误。
(2)先画出计数点C对应的坐标点,然后将图中各点用直线连接,如图所示。
(3)因为小车运动的v-t图线是一条倾斜直线,说明小车速度随时间均匀变化,其加速度是不变的,故小车做匀变速直线运动。v-t图线的斜率表示加速度,则小车的加速度a=k= m/s2≈0.63 m/s2。
(4)在匀变速直线运动中,连续相等时间内的位移差是相等的,故我们只需要验证这个运动中的位移是不是满足这个关系就可以判断小车是否做匀变速直线运动。
6.答案 (1)交流 220 乙 (2)BC (3)C
解析 (1)题图乙所示为电火花计时器,工作电压为220 V的交流电压,其阻力相较于电磁打点计时器较小,为了减小误差,优先选用电火花计时器。
(2)打点计时器应安装在长木板没有滑轮的一端,A错误;在释放小车前,小车要靠近打点计时器,B正确;应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,C正确;两相邻测量点间的时间间隔可根据实际情况选取,D错误;用v-t图像处理数据时,误差较大的点应当舍去,E错误。
(3)根据匀变速直线运动的位移特点可得:x34-x23=x23-x12=x12-x01,将x12=44.0 mm、x01=36.0 mm代入可得x34=60.0 mm,故纸带A上撕下的应该是纸带C。
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