（課標(biāo)人教版）《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第1章 直線運動 第5講實驗：研究勻變速直線運動

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1、第5講 實驗：研究勻變速直線運動 ★一、考情直播 1．考綱解讀 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 1．研究勻變速直線運動 1．會正確使用刻度尺、電火花計時器或電磁打點計時器． 2．知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差，能在某些實驗中分析誤差的主要來源． 電火花計時器或電磁打點計時器是最基本的物理儀器，每年高考題中均出現(xiàn)了電磁打點計時器和逐差法處理紙帶問題，不過誤差分析也要引起高考注意． 2.考點整合 考點1測定物體運動的加速度、求某時刻的速度 （1） 實驗原理 測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關(guān)系，運用勻變速直線運動的規(guī)律，對紙帶數(shù)據(jù)進行處

2、理． 紙帶 打點計時器 圖1-5-1 （2） 器材與裝置 器材：小車，細繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線，紙帶，米尺，細繩，復(fù)寫紙片． 裝置：按圖1-5-1所示安裝實驗儀器，讓帶有紙帶的小車在重物的拉動下運動，分析實驗所得的紙帶． （3） 注意事項 ①開始要把小車停在打點計時器處，再讓小車運動，以便在紙帶上打下足夠的點． ②先接通電源再放開小車． ③選擇點跡清晰的紙帶，在紙帶上選擇點間間隔較大的一段內(nèi)的點作為計數(shù)點，并做好標(biāo)記供分析用． ④將紙帶平放在水平桌面上，用米尺測量任一計數(shù)點到基準(zhǔn)點間的距離并做好記錄，不要分段測量． ⑤小

3、車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長度測量誤差，一般能在約50cm的紙帶上清楚取7-8個計數(shù)點為宜． ⑥紙帶運動時不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦． （4） 實驗方法 ①紙帶選擇：從打點計時器重復(fù)打下的多條紙帶中選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點O作為基準(zhǔn)點，然后每5個點取一個計數(shù)點A、B、C、…（或者說每隔4個點取一個記數(shù)點），這樣做的好處是相鄰記數(shù)點間的時間間隔是0.1s，便于計算．測出相鄰計數(shù)點間的距離s1、s2、s3 … ②判斷物體運動的性質(zhì)：利用s1、s2、s3 …可以計算相鄰相等時間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果各

4、Δs的差值不等于零且在5%以內(nèi)，可認(rèn)為它們是相等的，則可以判定被測物體的運動是勻變速直線運動． ③求被測物體在任一計數(shù)點對應(yīng)時刻的瞬時速度v：應(yīng)用做勻變速直線運動的物體某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度．如　 ④求被測物體的加速度有3種方法： 方法1：“逐差法”．從紙帶上得到6個相鄰相等時間內(nèi)的位移，則. 方法2：利用任意兩段相鄰記數(shù)點間的位移求加速度，最后取平均值．如 方法3、利用v-t圖象求加速度．求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度，畫出如圖1-5-2所示的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a． 特別注意： 在計算時要盡量用全數(shù)據(jù)，同時注意各物

5、理量的單位要統(tǒng)一到國際單位制中。注意兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔。 O A B C D E F cm s1 2.80 4.40 s2 5.95 s3 7.57 s4 9.10 s5 10.71 s6 圖1-5-3 【例1】如圖1-5-3是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果．所接電源是頻率為的交流電． （1）為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm） s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4

6、s6－s5 各位移差與平均值最多相差______cm，由此可以得出結(jié)論：小車的運動是________． （2）兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔 s. （3）物體的加速度的計算式______，加速度為 m/s2． （4）計算打計數(shù)點B時小車的速度vB=______m/s． （5）在圖1-5-4中繪出v-t圖線，并確定物體的加速度 m/s2． 解析（1）數(shù)據(jù)表（單位：cm） s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4 s6－s5 1.60 1.55 1.62 1.53 1

7、.61 1.58 由數(shù)據(jù)表分析可知：各位移差與平均值最多相差0.05cm，在誤差范圍內(nèi)相鄰相等時間內(nèi)的位移差近似相等，因此可以得出結(jié)論：小車的運動是勻變速直線運動． （2）該打點計時器所接的電源是頻率為的交流電，紙帶上的計數(shù)點每隔4個點取一個，即兩個相鄰計數(shù)點間有5段相等時間間隔，所以兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔為：． （3）用逐差法來計算加速度．，，，取平均值：．將數(shù)據(jù)代入上式即得加速度的值： （4）由于該物體做勻變速直線運動，因此，打取B計數(shù)點時物體的速度等于AC段平均速度：．也可以用OD間距離來計算． （5）分別計算出A、B、C、D、E點的速度，圖中描上點，然后畫一條斜線，使盡

8、量多的點落在線上，如圖1-5-5所示．有以上數(shù)據(jù)計算得： ，，，，．又根據(jù)加速度定義：，可以求出該斜線的斜率即為加速度，即： 答案：（1）數(shù)據(jù)表（單位：cm） s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4 s6－s5 1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 （2） （3），； （4）； （5）v-t圖如圖1-5-5， [方法技巧]用平均速度計算某時刻的瞬時速度，用逐差法計算加速度． 【例2】某研究性學(xué)習(xí)小組在用滴水法測量重力加速度時，讓水龍頭的水一滴一滴地滴在正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤子里面聽到聲音時，后一滴水恰

9、離開水龍頭，設(shè)聽到n次水擊盤子聲音時的總時間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度為h，即可算出重力加速度，設(shè)人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1s，聲音傳播的速度為340m/s.則（ ） A．水龍頭距人耳的距離至少是34米 B．水龍頭距盤子的距離至少是34米 C．重力加速度的計算式為 D．重力加速度的計算式為 解析：時間間隔為，故，所以： 答案：D． ★二、高考重點、熱點題型探究 熱點1：逐差法求加速度 [真題1]（2005 廣東）如圖1-5-7所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙

10、帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，則A點處瞬時速度的大小是_______m/s，小車運動的加速度計算表達式為________________，加速度的大小是_______m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）． S1 S2 S3 S4 S5 S6 A 圖1-5-7 [解析]（1）某時刻的瞬時速度等于一段時間內(nèi)的平均速度： （考慮兩位有效數(shù)字） （1） 用逐差法來計算加速度： （2）

11、[答案]0.86，，0.64 [名師指引]考點：紙帶處理方法．用平均速度計算瞬時速度，用逐差法計算加速度． [真題2]（2007天津）某學(xué)生用打點計時器研究小車的勻變速直線運動．他將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，實驗時得到一條紙帶如圖1-5-15所示．他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計時點，在這點下標(biāo)明A，第六個點下標(biāo)明B，第十一個點下標(biāo)明C，第十六個點下標(biāo)明D，第二十一個點下標(biāo)明E．測量時發(fā)現(xiàn)B點已模糊不清，于是他測得AC長為14.56 cm，CD長為11.15 cm，DE長為13.73 cm，則打C點時小車的瞬時速度大小為 m/s，小車運動的加速度大小為 m

12、/s2，AB的距離應(yīng)為 cm．（保留三位有效數(shù)字） [解析]某時刻的瞬時速度等于一段時間內(nèi)的平均速度： 小車的加速度： 由于，所以 故 [答案] 0.986，2.58，5.99 [名師指引]考點：紙帶處理方法．用平均速度計算瞬時速度，用逐差法計算加速度． 熱點2：圖象法處理數(shù)據(jù) [真題3]（2007北京理綜）某同學(xué)用圖1-5-8所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．實驗步驟如下： a．安裝好實驗器材． b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復(fù)幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖1

13、-5-9中0、1、2……6點所示． c．測量1、2、3……6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：S1、S2、S3……S6． d．通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻速直線運動． e．分別計算出S1、S2、S3……S6與對應(yīng)時間的比值． f．以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點，劃出—t圖線． 結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)： ①實驗中，除打點及時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有 和 ．（填選項代號） A．電壓合適的50 Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源

14、 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 F．重錘 ②將最小刻度為1 mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊，0、1、2、5計數(shù)點所在位置如圖1-5-10所示，則S2＝ cm，S5＝ cm． ③該同學(xué)在圖1-5-11中已標(biāo)出1、3、4、6計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)，請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出—t圖． ④根據(jù)—t圖線判斷，在打0計數(shù)點時，小車的速度v0＝ m/s；它在斜面上運動的加速度a＝ m/s2． [解析] ①打點計時器使用的電源為交流電源，利用刻度尺測量各點之間的距離． ②由刻度尺

15、的最小刻度為mm，故要估讀到0.1mm，即要讀到0.01cm位． ③因為cm/s，cm/s，描出對應(yīng)的兩點，再連線即可得S/t-t圖線． ④由圖線在縱軸上的截距可求得初速度，圖線的斜率則表示加速度． [答案] ①A，C；②（2.97~2.99），（13.19~13.21）；③圖略；④（0.16~0.20），（4.50~5.10） [名師指引]考點：紙帶的測量和數(shù)據(jù)記錄，用圖象法處理紙帶數(shù)據(jù)并應(yīng)用運動圖象知識求解． 熱點3：紙帶問題的拓展 [真題4]（2007上海）如圖1-5-12所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后

16、停在C點．每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)．（重力加速度g＝10 m/s2），求： t（s） 0.0 0.2 0.4 … 12 14 … v（m/s） 0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 … ⑴斜面的傾角a； ⑵物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)m； ⑶t＝0.6 s時的瞬時速度v． [解析] ⑴由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時的加速度為 mg sin a＝ma1 可得：a＝30°， ⑵由后二列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時的加速度大小為 mmg＝ma2 可得：

17、m＝0.2， ⑶由2＋5t＝1.1＋2（0.8－t），解得t＝0.1 s 即物體在斜面上下滑的時間為0.5 s 則：t＝0.6 s時物體在水平面上，其速度為v＝v1.2＋a2t＝2.3 m/s [答案] ⑴a＝30°；⑵m＝0.2；（3）2.3 m/s [名師指引]考點：圖表處理方法、勻變速直線運動規(guī)律、力、牛頓第二定律． [真題5]（2006上海）伽利略通過研究自由落體和物塊沿光滑斜面的運動，首次發(fā)現(xiàn)了勻加速運動規(guī)律．伽利略假設(shè)物塊沿斜面運動與物塊自由下落遵從同樣的法則，他在斜面上用刻度表示物塊滑下的路程，并測出物塊通過相應(yīng)路程的時間，然后用圖線表示整個運動過程，如圖1-5-13

18、所示．圖中OA表示測得的時間，矩形OAED的面積表示該時間內(nèi)物塊經(jīng)過的路程，則圖中OD的長度表示 ．P為DE的中點，連接OP且延長交AE的延長線于B，則AB的長度表示 ． [解析] 勻變速直線運動的 v-t 圖像所圍面積表示位移，中位線表示平均速度．最高點的縱坐標(biāo)表示末速度． [答案]平均速度、物塊的末速度 [名師指引]考點：運動圖象及意義． [真題6]（2005 上海）科學(xué)探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題，作出假設(shè)，制定計劃，搜集證據(jù)，評估交流等．一組同學(xué)研究“運動物體所受空氣阻力與運動速度關(guān)系”的探究過程如下： A．有同學(xué)認(rèn)為：運

19、動物體所受空氣阻力可能與其運動速度有關(guān)． B．他們計劃利用一些“小紙杯”作為研究對象，用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時的下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律，以驗證假設(shè)． C．在相同的實驗條件下，同學(xué)們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離，將數(shù)據(jù)填入圖1-5-14的表中，圖1-5-14中圖（a）是對應(yīng)的位移—時間圖線．然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落，分別測出它們的速度—時間圖線，如圖1-5-14的圖（b）中圖線1、2、3、4、5所示． D．同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后，證實了他們的假設(shè)． 回答下列提問： （1）與上述過程中A、C步驟

20、相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別是_____、_____． （2）圖1-5-14圖（a）中的AB段反映了運動物體在做__________運動，表中X處的值為_____． （3）圖1-5-14圖（b）中各條圖線具有共同特點，“小紙杯”在下落的開始階段做__________運動，最后 “小紙杯”做__________運動． （4）比較圖1-5-14圖（b）中的圖線1和5，指出在1.0～1.5s時間段內(nèi)，速度隨時間變化關(guān)系 的差異：_____________________________________________________ ________________________________

21、____________． [解析] （1）作出假設(shè)、搜集證據(jù) （2）AB段是直線，勻速運動． （3）v-t圖線開始段的切線斜率不斷減小，所以做加速度減小的加速運動．運動一段時間后速度增大到一定值開始保持不變，故后來做勻速運動． （4）圖線1反映速度不隨時間變化，圖線5反映速度隨時間繼續(xù)增大（或圖線1反映紙杯做勻速運動，圖線5反映紙杯依然在做加速度減小的加速運動） [答案] （1）作出假設(shè)、搜集證據(jù) （2）勻速運動，1.937 （3）加速度逐漸減小的加速運動，勻速運動 （4）圖線1反映速度不隨時間變化，圖線5反映速度隨時間繼續(xù)增大（或圖線1反映紙杯做勻速運動，圖線5反映

22、紙杯依然在做加速度減小的加速運動） [名師指引]考點：科學(xué)研究的方法、運動圖象及意義． ★三、搶分頻道 ◇限時基礎(chǔ)訓(xùn)練（20分鐘） 班級 姓名 成績 1．某人用手表估測火車的加速度．先觀測3分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進540m；隔3分鐘后又觀察l分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進360m，若火車在這7分鐘內(nèi)做勻加速直線運動，則火車的加速度為：A．0.1m／s2 B．0.2m／s2 C．0.5m／s2 D．0.6m,/s2 2．一輛農(nóng)用“小四輪”漏油，假如每隔l s漏下一滴，車在平直公路上行駛，一位同學(xué)根據(jù)漏在路面上的油滴分布，分析“

23、小四輪”的運動情況（已知該車的運動方向）．下列說法中正確的是 A．當(dāng)沿運動方向油滴始終均勻分布時，車可能做勻速直線運動 B．當(dāng)沿運動方向油滴間距逐漸增大時，車一定在做勻加速直線運動 C．當(dāng)沿運動方向油滴間距逐漸增大時，車的加速度可能在減小 D．當(dāng)沿運動方向油滴間距逐漸增大時，車的加速度可能在增大 3．某同學(xué)利用一架固定好的自動相機，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動后不久做勻加速直線運動的照片．相鄰兩次曝光的時間間隔為2.0s．已知小轎車的車長為4.5m．他用刻度尺測量照片上的長度關(guān)系，結(jié)果如圖1-5-18所示．請你估算這輛小轎車的加速度a和小轎車在照片中第2個像所

24、對應(yīng)的時刻的即時速度大小v． 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (cm) 圖1-5-18 3．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖1-5-16所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源一臺，導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)． 若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則： （1）還需要補充的實驗器材是 ． （2）某同學(xué)的實驗步

25、驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2． 要完成本實驗，還缺哪些實驗步驟或應(yīng)控制的實驗條件？若用如上的字母代表實驗中測量到的物理量，寫出本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式． （3）若挑選的一條點跡清晰的紙帶如圖1-5-17，且已知滑塊的質(zhì)量為Ｍ，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，相鄰兩個點之間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由Ｂ

26、點到Ｅ點所對應(yīng)的過程中，沙和沙桶的重力所做的功W＝ ；該滑塊動能改變量的表達式為ΔEK＝ ．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示） 限時基礎(chǔ)訓(xùn)練參考答案 1．答案:B．解析：設(shè)，，，火車在頭3分鐘的初速度為，6分鐘后速度為，火車加速度為，則有：，，，聯(lián)立以上求得． 2．答案：ACD．解析：相當(dāng)于打點計時器打得的紙帶，距離逐漸增大不一定做勻加速運動． 3．答案：8.0m/s．解析：從照片上可得，刻度尺的1厘米相當(dāng)于實際長度3m．量出前后兩段位移分別為4.00cm和6.70cm，對應(yīng)的實際位移分別為12m和20.1m，由ΔS

27、=aT2可得a=2.0m/s2，再根據(jù)這4秒內(nèi)的平均速度等于中間時刻的即時速度，可得照片中第2個像對應(yīng)的速度v=8.0m/s． ４．解一：（1）天平 刻度尺 （2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細沙，直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運動為止，用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′．實驗中保持． 本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式 解二：（1）天平 刻度尺 （2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細沙直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運動為止，用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′．實驗中保持． 本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式 解三：（1）天平 刻度尺 小木塊 （2）所缺的步驟：先

28、將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量，再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止． 本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式 解四：（1）天平 刻度尺 小木塊 （2）所缺的步驟：先將小沙桶和滑塊的連線斷開，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止．實驗中保持． 本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式 解五：（1）天平 刻度尺 小木塊 （2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量，再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平

29、長木板上勻速滑行為止．實驗中保持． 本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式 （3） 或 ◇基礎(chǔ)提升訓(xùn)練 20 30 10 圖1-5-19 1．如圖1-5-19所示，請你的同學(xué)用手指拿著一把長30 cm的直尺，你的手離開直尺下端1 cm處，當(dāng)他松開直尺，你見到直尺向下作勻加速運動時，立即用手抓著直尺，記錄抓住處的數(shù)據(jù)，重復(fù)以上步驟多次．直尺下落的加速度為9.8 m/s2．現(xiàn)有A、B、C三位同學(xué)相互測定神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時間，得到以下數(shù)據(jù)（單位：cm，注：計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）． 第一次 第二次 第三次 A 23 17 15 B 25 20 22 C 21

30、 16 12 請問： （1）A、B、C三位同學(xué)中，反應(yīng)最快的是 同學(xué)． （2）就A同學(xué)而言，他最快的反應(yīng)時間是 ．（） 紙帶 夾子 重物 打點計時器 接電源 圖1-5-20 2．某同學(xué)用如圖1-5-20所示的裝置來研究自由落體運動是什么性質(zhì)的運動．圖1-5-21是實驗中利用打點計時器記錄自由落體的運動軌跡時，得到的一條紙帶，紙帶上的點是從放手開始打下的連續(xù)的計時點，打點計時器每隔0.02s打一個點，兩點之間的距離已標(biāo)在圖中． （1）由此你認(rèn)為自由落體是做 （填 “勻速”、“變速”）運動．你的判斷依

31、據(jù)是： 　　　　　　　　　　　　 ． （2）從紙帶上的數(shù)據(jù)可求出自由落體運動的加速度大小是： ． （3）實驗中得到的加速度大小與當(dāng)?shù)氐膅值是否相同？若不相同，引起誤差的主要原因是什么？ 3．如圖1-4-12所示為某同學(xué)探究一物體運動形式時運用打點計時器得到的紙帶，實驗所用交流電頻率為50Hz，在

32、所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及標(biāo)記符號如圖所示． （1）該同學(xué)所探究的物體運動形式如何？簡述你的判斷理由： ． （2）該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)（T為相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔）． 方法A：由，取平均值 方法

33、B：由，，取平均值． 從處理方法看，在中，對實驗結(jié)果起作用的，方法A中有 _____；方法B中有 __________________．選擇方法 （A或B）更合理． 圖1-4-12 s6 s3 s1 s2 單位：mm s4 s5 · · · · · · · · 37.5 69.0 100.5 131.5 163.0 193.5 0 1 2 3 4 5 6 基礎(chǔ)提升訓(xùn)練參考答案 1．答案（略）．解析：（1）注意直尺大刻度在下，抓住位置刻度值越大說明反應(yīng)越快，B同學(xué)反應(yīng)

34、最快； （2）A同學(xué)反應(yīng)最快的是第一次， 2．（1）變速 ；　相等的時間里通過的位移不相等（或位移越來越大） （2）9.5～9.6m/s2 （3）不相同，原因是重物下落時受到了阻力． 說明：若答成如下答案也對（1） 勻加速 ；相鄰相等時間內(nèi)的位移差△S相等（或a不變）； 3．答案：（略）．解析：（1）物體做勻變速直線運動；選用方法B更合理．點撥：(1)從紙帶上記錄的實驗數(shù)據(jù)來看，可從物體在連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差是否相等來分析物體的運動形式.經(jīng)計算可知：mm, mm, mm, mm, mm.因此在誤差允許范圍內(nèi)，該物體在連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差相等，物體做勻變速直線運動. (2)從方

35、法A來看，其計算式最終表示為，因此只利用了位移數(shù)據(jù)；從方法B來看，其計算式最終為，選用方法B位移數(shù)據(jù)全部利用了．圖1-5-21 ◇能力提升訓(xùn)練 1．如圖1-5-22所示為打點計時器記錄一輛做勻加速直線運動的小車的紙帶一部分，D1是任選的第一點，D11和D21是第11點和第21點，若加速度是10cm／s2，則該計時器的打點頻率是： Ａ、10Hz　　Ｂ、20Hz　　Ｃ、30Hz　?。摹?0Hz 2．一同學(xué)在用打點計時器做測勻變速直線運動加速度的實驗時，紙帶上打出的不是圓點，而是如圖1-5-23所示的一些短線，這可能是因為： A．打點計時器錯接在直流電源上 B．電源電壓不穩(wěn)定

36、C．電源的頻率不穩(wěn)定 D．打點針壓得過緊 3．用打點計時器研究物體的自由落體運動，得到如圖1-5-24所示一段紙帶．測得AB=7.65cm，BC=9.17cm．已知交流電頻率是50Hz，則打B點時物體的瞬時速度為 m/s．如果實驗測出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小，可能的原因是 ． 4．圖1-5-25中的紙帶是由斜面下滑的小車通過打點計時器拉出來的，打點的時間間隔是0.02s．現(xiàn)按每10個點劃分紙帶，數(shù)據(jù)已標(biāo)示在圖中，求小車運動的加速度． 5．利用打點計時器研究一個約1. 4高的商店卷簾窗的運動．將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過打點計時器隨簾在

37、豎直面內(nèi)向上運動．打印后的紙帶如圖1-5-26(a)所示，數(shù)據(jù)如表格所示．紙帶中AB、BC、CD……每兩點之間的時間間隔為0.10s，根據(jù)各間距的長度，可計算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度V平均．可以將V平均近似地作為該間距中間時刻的即時速度V． （1）請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，在圖1-5-26（b）中繪出卷簾窗運動的V-t圖線． （2）AD段的加速度為 m/s2，AK段的平均速度為 m/s． 6．一個質(zhì)量為m的物塊由靜止開始沿斜面下滑，拍攝此下滑過程得到的同步閃光（即第一次閃光時物塊恰好開始下滑）照片如圖1-5-27所示．

38、已知閃光頻率為每秒10次，根據(jù)照片測得物塊相鄰兩位置之間的距離分別為AB＝2.40cm，BC＝7.30cm，CD＝12.20cm，DE＝17.10cm．由此可知，物塊經(jīng)過D點時的速度大小為________m/s；滑塊運動的加速度為________．（保留3位有效數(shù)字） 7．如圖1-5-28所示，在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，可測出被測物體的速度．P1、P2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2分別是P1、P2由汽車反射回來的信號，設(shè)測速儀勻速掃描，P1、P2之間間隔△t=1.0s，超聲波在空中傳播的速度v=340

39、m/s，若汽車是勻速行駛的，求： ⑴汽車收到P1、P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離． ⑵汽車的速度． 8．一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動．用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動的角速度． 圖1-5-29 實驗器材：電磁打點計時器，米尺，紙帶，復(fù)寫紙片． 實驗步驟： (1)圖1-5-30所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上， 使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上． (2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點計時器開始打點． (3)經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量． ①由已

40、知量和測得量表示的角速度的表達式為= 式中各量的意義是： ②某次實驗測得圓盤半徑r =5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖1-5-29所示．求得角速度為: . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖1-5-30 單位：cm 9．在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖1-5-31甲所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰

41、的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s. ⑴根據(jù) 可判定小球做 運動． ⑵根據(jù)公式 計算A、B、C、D、E各點瞬時速度，且 vA= m/s，vB= m/s,vC= m/s，vD= m/s，vE= m/s．(保留兩位小數(shù)) ⑶在圖1-5-31乙所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線，并根據(jù)圖線求出加速度 a= m/s2. ⑷將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是 m/s,此速度的物理意義是 ． 17.500

42、0 cm E D C B A 7.00 31.50 49.00 甲 圖1-5-31 v/cm·s-1 t/s 0 乙 160 140 120 100 80 60 0.4 0.3 0.2 0.1 ◇能力提升訓(xùn)練參考答案 1．A；解析：做勻變速直線運動的物體在相鄰的連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差相等且等于．由此可得：，所以： 2.D 解析：接直流電源打點計時器不能工作，A錯；電壓不穩(wěn)定則點跡不清晰，B錯；電源的頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致點間間隔無規(guī)律性，C錯；從紙帶上的痕跡看是振針在紙帶上停留時間長的原因，D正確． 3．

43、解析：由推論可得，原因為下落過程中存在阻力等． 4．解析：，， 5．解析：（1）根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)求各間距內(nèi)的平均速度（表示兩計時點間的距離,表示每兩計時點間的時間間隔）,由題意可確定0.5s、1.5s、2.5s …各時刻的即時速度,計算數(shù)據(jù)列入下面表格中,繪出v-t圖象如圖5-1所示． 時刻（s） 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 即時速度(m/s) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.00 2.00 2.00 1.70 0.80 0.40 （2）由v-t圖可見AD段卷簾窗

44、做勻加速運動,由速度公式和逐差法： 均可求得： AK段的平均速度由 6．解析：據(jù)題意每秒閃光10次，所以每兩次間的時間間隔T=0.1s,根據(jù)中間時刻的速度公式得. 根據(jù)得,所以2.40m/s2. 7．解析：測速儀勻速掃描，P1、P2之間間隔△t=1.0s．由圖知P1、P2之間有30個小格，故每一小格格對應(yīng)的時間間隔，P1、n1間有12個小格，說明P1、n1間的時間間隔，同理可求P2、n2間的時間間隔，從而汽車收到P1、P2 信號時離測速儀的距離分別為，，汽車在此段時間內(nèi)前進的距離s=s1－s2=17m，汽車接收到P1、P2 兩個信號的時刻應(yīng)分別對應(yīng)于圖中P1n1的中點和P2n2的中

45、點，其間有28.5個小格，即汽車接收到P1、P2兩個信號的時間間隔，所以，汽車的速度 8．解析：①，為電磁打點計時器打點的時間間隔，為圓盤的半徑，、是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)的米尺上的刻度值，為選定的兩點間的打點數(shù)（含兩點）． ② 提示：①紙帶運動的速度就等于圓盤轉(zhuǎn)動時邊緣的線速度大小，用米尺量出紙帶上選定的第一個點的刻度和第n個選定點的刻度，則兩選定點的距離為．設(shè)電磁打點計時器的打點時間間隔為，則紙帶的運動速度為，用米尺量出圓盤半徑，由此得圓盤的角速度． ②若取第一個點和第16個點為選定點，則： 所以 9．解析： ⑴s1=7.00cm,s2=17.50-7.00=10.50cm

46、,s3=31.50-17.50=14.00cm,s4=49.00-31.50=17.50cm， s2-s1=3.50cm,s3-s2=3.50cm,s4-s3=3.50cm,根據(jù)s2-s1= s3-s2= s4-s3=恒量，可判定小球做勻變速直線運動； ⑵根據(jù)和來計算各點瞬時速度， v/cm·s-1 t/s 0 160 140 120 100 80 60 0.4 0.3 0.2 0.1 圖5-2 ⑶在圖中作出v-t圖線如圖5-2所示，求出a=3.5m/s2 ⑷將圖線延長與縱軸相交，交點的坐標(biāo)是（0，0.53），此交點的物理意義是：打點計時器打下計數(shù)點A時紙帶對應(yīng)的速度． 答案：⑴Δs=恒量=3.5cm,勻變速直線運動 ⑵， 0.53， 0.88 ， 1.23 ，1.58 ， 1.93 ⑶v-t圖線如圖8-1所示，a=3.2-3.6m/s2 ⑷v=0.53m/s,此速度即A點速度vA.