《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第1章 實(shí)驗(yàn)1　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練題（含解析） 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第1章 實(shí)驗(yàn)1　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練題（含解析） 新人教版（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)一　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 考綱解讀1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.會(huì)計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度.3.會(huì)利用紙帶計(jì)算加速度.4.會(huì)用圖象法探究小車速度與時(shí)間的關(guān)系，并能根據(jù)圖象求加速度． 　　　　　　　　　基本實(shí)驗(yàn)要求 1． 實(shí)驗(yàn)器材 電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片． 2． 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端，接好電源； (2)把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面； (3)把小車?？吭?/p>

2、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車； (4)小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶； (5)換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析． 規(guī)律方法總結(jié) 1． 數(shù)據(jù)處理 (1)目的 通過紙帶求解運(yùn)動(dòng)的加速度和瞬時(shí)速度，確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)等． (2)處理的方法 ①分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)——測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)． ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝?a＝ ③利用平均速度求瞬時(shí)速度：vn＝＝ ④利用速度—時(shí)間圖象求加速度 3. 注意事項(xiàng) (1)平行：紙帶、細(xì)繩要和木板平行． (2)兩先

3、兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶． (3)防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞． (4)減小誤差：小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜． a．作出速度—時(shí)間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度； b．剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度． 2． 依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法 (1)x1、x2、x3……xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離． (2)Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2….

4、(3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：T＝0.02n(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，n為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間計(jì)時(shí)點(diǎn)的間隔數(shù))． (4)Δx＝aT2，因?yàn)門是恒量，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車的加速度a也為恒量，所以Δx必然是個(gè)恒量．這表明：只要小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差就一定相等. 考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理 例1　在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下，其中錯(cuò)誤的步驟有________． A．拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處先放開紙帶，再接通電源 B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電源 C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下

5、面掛上合適的鉤碼 D．取下紙帶 E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運(yùn)動(dòng) F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 ________________________________________________________________________ 將以上步驟完善并填寫在橫線上(遺漏的步驟可編上序號(hào)G、H……)；實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序?yàn)椋篲_______________. 解析　A中應(yīng)先接通電源再放開紙帶，D中先斷開電源，使計(jì)時(shí)器停止工作，再取下紙帶；遺漏步驟G：換上新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次． 答案　AD　G．換上新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次　BEFCADG

6、考點(diǎn)二　紙帶數(shù)據(jù)的處理 例2　如圖1是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶． 圖1 (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，則紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為________． (2)A、B、C、D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x＝________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50 Hz，周期T＝＝0.02 s，故打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0.02 s；(2)兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0.02×5 s＝0.1 s，由題圖讀出x＝7.0 mm＝0 .70 cm(

7、注意估讀)．C點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度vC＝＝ cm/s＝0.100 m/s. 答案　(1)0.02 s　(2)0.70 cm　0.100 m/s 考點(diǎn)三　應(yīng)用紙帶分析物體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 例3　(2012·山東理綜·21(1))某同學(xué)利用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖3所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz. 圖2 圖3 ①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)______和________之間某時(shí)刻開始減速．

8、 ②計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字) ③物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a＝______m/s2. 解析　(1)①?gòu)挠?jì)數(shù)點(diǎn)1到6相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差Δx≈2.00 cm，在6、7計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移比5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移增加了(12.28－11.01) cm＝1.27 cm<2.00 cm，因此，開始減速的時(shí)刻在計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間． ②計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為 v5＝＝ m/s＝1.00 m/s. 計(jì)數(shù)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)的速度大小為 v4＝＝ m/s＝0.80 m/s. 根據(jù)v5＝，得計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為

9、v6＝2v5－v4＝(2×1.00－0.80) m/s＝ 1.20 m/s. ③物塊在計(jì)數(shù)點(diǎn)7到11之間做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)Δx＝aT2得 x9－x7＝2a1T2 x10－x8＝2a2T2 故a＝＝≈－2.00 m/s2 答案?、?　7(或7　6)?、?.00　1.20?、?.00 例4　光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖4甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)

10、，1和2是固定在長(zhǎng)木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘．實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10－2 s和4.0×10－3 s．用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示． 圖4 (1)滑塊的寬度d＝________ cm. (2)滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1＝________ m/s，滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2＝ ________ m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的_

11、_______，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將________的寬度減小一些． 答案　(1)1.010　(2)1.0　2.5　(3)平均速度　滑塊 解析　(1)d＝10 mm＋0.05 mm×2＝10.10 mm ＝1.010 cm. (2)v1＝＝ m/s＝1.0 m/s v2＝＝ m/s＝2.5 m/s (3)v1、v2實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的平均速度，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將滑塊的寬度減小一些． 　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，即所謂情景新而知識(shí)舊，因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和

12、技巧處理新問題．針對(duì)本實(shí)驗(yàn)還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)原理做如下創(chuàng)新． 圖5 物塊帶動(dòng)小車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，因受軌道等各方面的影響，致使小車加速度不恒定，即小 車不真正做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若采用如圖5所示裝置則可避免．將包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱金屬棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．當(dāng)燒斷掛圓柱金屬棒的線后，圓柱金屬棒豎直方向自由落下，毛筆就在圓柱金屬棒面的紙上畫出記號(hào)，得到對(duì)應(yīng)的紙帶，如圖6所示． 圖6 測(cè)出在同一條豎直線上各相鄰的兩條畫線之間的間隔x1、x2、x3…，利用逐差法Δx＝aT2，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T，即可求出金屬棒下落的加速度a

13、. 1． 在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如圖7所示的紙帶．圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，下列表述正確的是 (　　) 圖7 A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍 C．從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率 D．相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s 答案　C 解析　在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A錯(cuò)誤；根據(jù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)通過的位移差xm－xn＝(m－n)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，

14、B錯(cuò)誤；根據(jù)B點(diǎn)為A與C點(diǎn)的中間時(shí)刻點(diǎn)，有vB＝，C正確；由于相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，D錯(cuò)誤． 2． 一小球在桌面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球運(yùn)動(dòng)過程中在每次曝光時(shí)的位置，并將小球的位置編號(hào)，得到的照片如圖8所示．由于底片保管不當(dāng)，其中位置4處被污損．若已知攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為1 s，則利用該照片可求出：小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為________m/s2.位置4對(duì)應(yīng)的速度為________m/s，能求出4的具體位置嗎？________________(填“能”或“不能”)．求解方法是：_____

15、___________________________(不要求計(jì)算，但要說明過程)． 圖8 答案　3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)　9×10－2　能　利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4aT2可以求出位置4的具體位置(其他方法合理均可) 解析　從圖中讀出5、6之間的距離為37.5 cm－24.0 cm＝13.5 cm，2、3之間的距離為6.0 cm－1.5 cm＝4.5 cm，利用逐差法有x56－x23＝3aT2，求出a＝3.0×10－2 m/s2；位置4對(duì)應(yīng)的速度為v4＝＝×10－2 m/s＝9×10－2 m/s；欲求4的具體位置，可以采用逐差法利用(x

16、6－x4)－(x4－x2)＝4aT2求解． 3． (2011·廣東·34(1)改編)圖9是“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示． 圖9 ①OD間的距離為________ cm. ②圖10是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s－t2圖線(s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示________，a＝________ m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 圖10 答案?、?.20?、诩铀俣鹊囊话搿?.933 解析　①1 cm＋1 mm×2.0＝1.20 cm. ②斜率表示加速度的一半， a＝ m/s2≈0.466 7 m/

17、s2， 所以加速度大小a≈0.933 m/s2. 4． 在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中： (1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)．其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是________． (2)如圖11所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔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. 圖11 下表

18、列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度. 位置 B C D E F 速度/(m·s－1) 0.737 0.801 0.994 (3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖12所示坐標(biāo)系中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線． 圖12 (4)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a＝________ m/s2. 答案　(1)彈簧測(cè)力計(jì)　(2)0.864　0.928　(3)見解析圖　(4)(0.64±0.01) 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測(cè)力計(jì)． (2)根據(jù)勻變速

19、直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知： vD＝＝＝0.864 m/s 同理可得vE＝0.928 m/s. (3)小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示． (4)在v－t圖象中，圖線的斜率表示加速度的大小，則 a＝＝(0.64±0.01) m/s2. 圖13 5． (2011·課標(biāo)·23)利用圖13所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度．一斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動(dòng)．當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲滑至乙所用的時(shí)間t.改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測(cè)量，每次

20、都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測(cè)量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示. s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s/t(m·s－1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作圖： (1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度vt、測(cè)量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是______________； (2)根據(jù)表中給出的

21、數(shù)據(jù)，在圖14給出的坐標(biāo)紙上畫出－t圖線； 圖14 (3)由所畫出的－t圖線，得出滑塊加速度的大小為a＝__________m/s2(保留2位有效數(shù)字)． 答案　(1)s＝vtt－at2或＝vt－at　(2)見解析圖 (3)2.0 解析　可認(rèn)為滑塊從乙到甲做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有s＝vtt－at2，得＝vt－at，根據(jù)所給數(shù)據(jù)描點(diǎn)并連線如圖所示，圖線的斜率為－a，根據(jù)圖象得－a＝ －1.0，則a＝2.0 m/s2(1.8 m/s2～2.2 m/s2都算對(duì))(注意保留2位有效數(shù)字)． 6． 在暗室中用圖15所示裝置做“測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)． 圖15 實(shí)驗(yàn)

22、器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀． 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會(huì)以一定的頻率一滴滴的落下． ②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴． ③用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度． ④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理． (1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：________________________. (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個(gè)水滴的距離如圖16所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝________m/s2；第8個(gè)水滴此時(shí)的速度v8＝________m/s(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)． 圖16 (3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)： ______________________________. 答案　(1)頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率 (2)9.72　2.28 (3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)