3/3實驗：研究勻變速直線運動1．〔1〕關于打點計時器的使用,以下說法中正確的選項是A．電磁打點計時器使用的是4~6V的直流電源B．在使用打點計時器時,先讓物體運動,后接通打點計時器的電源C．使用的電源頻率越高,打點的時間間隔就越小D．紙帶上打的點越密,說明物體運動得越快〔2〕在研究勻變速直線運動的實驗中電源頻率為50Hz,如下圖為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數點,相鄰記數點間有4個計時點未標出,設A點為計時起點①BE間的平均速度QUOTE=m/s。②C點的瞬時速度vC=m/s。③小車的加速度a=m/s2。2．利用打點計時器探究小車的速度隨時間變化的規律。其中交變電流的頻率為50Hz,如圖給出了該次實驗中,從A點開始,每5個點取一個計數點的紙帶,其中A、B、C、D、E、F、G都為計數點。測得各計數點到A點的距離分別為:d1=1.40cm,d2=3.29cm,d3=5.69cm,d4=8.59cm,d5=12.00cm,d6=15.90cm。〔1〕如果該紙帶A端與小車相連,那么小車的運動方向為〔選填“A→B〞或“B→A〞〕,且小車做〔填“勻加速〞“勻減速〞或“變加速〞〕直線運動。〔2〕在打計數點F時,小車運動的瞬時速度為vF=m/s,小車的加速度大小為a=m/s2。〔本小題計算結果數值均保存兩位有效數字〕〔3〕如果當時電網中交變電流的電壓略偏小,但仍然穩定。而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比〔選填“偏大〞“偏小〞或“不變〞〕。學%科網3．〔2019·廣東佛山順德區〕某同學利用自由落體運動來研究勻變速直線運動的規律,設計了如下圖的裝置。實驗中將打點計時器固定在豎直方向上,質量為m1的物體A與質量為m2的物體B〔m1<m2)通過輕繩懸掛在定滑輪上,物體A通過鐵夾與紙帶相連接。開始時物體A與物體B均處于靜止狀態,之后將它們同時釋放。圖所示為實驗中打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶,O是打點計時器打下的第一個點,A、B、C、D.……是按打點先后順序依次選取的計數點,在相鄰兩個計數點之間還有四個點沒有畫出。打點計時器使用的交流電頻率為50Hz。〔1〕將各計數點至O點的距離依次記為s1、s2、s3、s4...….實際測得s2=1.60cm,s4=6.40cm,請計算打點計時器打下C點時物體A的速度大小是_________m/s；〔2〕乙同學們根據測出的物體A上升高度s與相應的時間,描繪t出如下圖的s–t2圖線,由此可以求出物體的加速度大小為__________m/s2；4．〔2019·北京卷〕用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規律。主要實驗步驟如下：a．安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。b．選出一條點跡清晰的紙帶,找一個適宜的點當作計時起點O〔t=0〕,然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點,如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。結合上述實驗步驟,請你完成以下任務：〔1〕在以下儀器和器材中,還需要使用的有____________和___________(填選項前的字母)。A．電壓適宜的50Hz交流電源B．電壓可調的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝碼)〔2〕在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點,請在該圖中標出計數點C對應的坐標點,并畫出v-t圖像。〔3〕觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是___________。v-t圖像斜率的物理意義是______________________。〔4〕描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數點的瞬時速度,從理論上講,對△t的要求是______〔選填“越小越好〞或“與大小無關〞)；從實驗的角度看,選取的△x大小與速度測量的誤差______(選填“有關〞或“無關〞)。〔5〕早在16世紀末,伽利略就猜測落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗〞,反復做了上百次,驗證了他的猜測。請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗〞檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的_____________________。5．〔2019·新課標全國Ⅰ卷〕某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器〞計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖〔a〕所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖〔b〕記錄了桌面上連續的6個水滴的位置。〔滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴〕〔1〕由圖〔b〕可知,小車在桌面上是____________〔填“從右向左〞或“從左向右〞〕運動的。〔2〕該小組同學根據圖〔b〕的數據判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖〔b〕中A點位置時的速度大小為___________m/s,加速度大小為____________m/s2。〔結果均保存2位有效數字〕6．〔2019·新課標全國Ⅱ卷〕某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下：①如圖〔a〕,將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上,記下擋光片前端相對于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；②當滑塊上的擋光片經過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間?t；③用?s表示擋光片沿運動方向的長度,如圖〔b〕所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的?t時間內的平均速度大小,求出；④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟②③；⑤屢次重復步驟④；⑥利用實驗中得到的數據作出–?t圖,如圖〔c〕所示。完成以下填空：〔1〕用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,那么與vA、a和?t的關系式為=。〔2〕由圖〔c〕可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。〔結果保存3位有效數字〕7．某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。〔1〕實驗中必要的措施是______。A．細線必須與長木板平行 B．先接通電源再釋放小車C．小車的質量遠大于鉤碼的質量 D．平衡小車與長木板間的摩擦力〔2〕s5=6.78cm,s6=7.64cm。那么小車的加速度a=______m/s2〔要求充分利用測量的數據〕,打點計時器在打B點時小車的速度vB=_______m/s。〔結果均保存兩位有效數字〕8．某同學利用圖〔a〕所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上,細繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左端,所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟動打點計時器,釋放物塊,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖〔b〕所示〔圖中相鄰兩點間有4個點未畫出〕。學科#網根據實驗數據分析,該同學認為物塊的運動為勻加速運動。答復以下問題：〔1〕在打點計時器打出B點時,物塊的速度大小為_______m/s。在打出D點時,物塊的速度大小為_______m/s；〔保存兩位有效數字〕〔2〕物塊的加速度大小為_______m/s2。〔保存兩位有效數字〕9．10.如圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。〔1〕打點計時器電源頻率為50Hz,那么紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________s。〔2〕A、B、C、D是紙帶上四個計數點,每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出A、B兩點間距x=________cm；C點對應的速度是____________m/s。11.〔2019·高三理綜物理最新信息卷〕實驗小組采用如圖甲所示實驗裝置測量木塊與木板間動摩擦因數μ,提供的器材有：帶定滑輪的長木板,有凹槽的木塊,質量為20g的鉤碼假設干,打點計時器,電源,紙帶,細線等。實驗中將局部鉤碼懸掛在細線下,剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中,保持長木板水平,利用打出的紙帶測量木塊的加速度。(1)正確進行實驗操作,得到一條紙帶,從某個清晰的打點開始,依次標注0、1、2、3、4、5、6,分別測出位置0到位置3、位置6間的距離,如圖乙所示。打點周期T=0.02s,那么木塊的加速度a=__。(2)將木塊凹槽中的鉤碼逐個添加到細線下端,改變懸掛鉤碼的總質量m,測得相應的加速度a,作出a–m圖象如圖丙所示。當地重力加速度,那么木塊與木板間動摩擦因數μ=________。(保存兩位有效數字)(3)實驗中________(選填“需要〞或“不需要〞)滿足懸掛鉤碼總質量遠小于木塊和槽中鉤碼總質量。參考答案1．〔1〕C〔2〕①3.27m/s②2.64m/s③12.6m/s22．〔1〕B→A勻加速〔2〕0.370.50〔0.49~0.51均可〕〔3〕不變3.〔1〕0.24〔2〕0.804．〔1〕AC〔2〕如下圖：〔3〕小車的速度隨時間均勻變化加速度〔4〕越小越好有關〔5〕如果小球的初速度為0,其速度,那么它通過的位移x∝t2。因此,只