（課標(biāo)人教版）《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第1章 直線運(yùn)動(dòng) 第5講實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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1、第5講 實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) ★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(yùn)動(dòng) 1．會(huì)正確使用刻度尺、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器． 2．知道用多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差，能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來(lái)源． 電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器和逐差法處理紙帶問(wèn)題，不過(guò)誤差分析也要引起高考注意． 2.考點(diǎn)整合 考點(diǎn)1測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的加速度、求某時(shí)刻的速度 （1） 實(shí)驗(yàn)原理 測(cè)定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)最基本的是測(cè)出位移和時(shí)間的關(guān)系，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)紙帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處

2、理． 紙帶 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 圖1-5-1 （2） 器材與裝置 器材：小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線，紙帶，米尺，細(xì)繩，復(fù)寫紙片． 裝置：按圖1-5-1所示安裝實(shí)驗(yàn)儀器，讓帶有紙帶的小車在重物的拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，分析實(shí)驗(yàn)所得的紙帶． （3） 注意事項(xiàng) ①開始要把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，再讓小車運(yùn)動(dòng)，以便在紙帶上打下足夠的點(diǎn)． ②先接通電源再放開小車． ③選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，在紙帶上選擇點(diǎn)間間隔較大的一段內(nèi)的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，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(cè)量任一計(jì)數(shù)點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離并做好記錄，不要分段測(cè)量． ⑤小

3、車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差，一般能在約50cm的紙帶上清楚取7-8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜． ⑥紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦． （4） 實(shí)驗(yàn)方法 ①紙帶選擇：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O作為基準(zhǔn)點(diǎn)，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、…（或者說(shuō)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)），這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，便于計(jì)算．測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 … ②判斷物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：利用s1、s2、s3 …可以計(jì)算相鄰相等時(shí)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(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)． ③求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：應(yīng)用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如　 ④求被測(cè)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(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則. 方法2：利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)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(diǎn)的即時(shí)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(jì)算時(shí)要盡量用全數(shù)據(jù)，同時(shí)注意各物

5、理量的單位要統(tǒng)一到國(guó)際單位制中。注意兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)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(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量結(jié)果．所接電源是頻率為的交流電． （1）為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)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(yùn)動(dòng)是________． （2）兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 s. （3）物體的加速度的計(jì)算式______，加速度為 m/s2． （4）計(jì)算打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)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(shí)間內(nèi)的位移差近似相等，因此可以得出結(jié)論：小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)． （2）該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的電源是頻率為的交流電，紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)，即兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5段相等時(shí)間間隔，所以兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：． （3）用逐差法來(lái)計(jì)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(yùn)動(dòng)，因此，打取B計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)物體的速度等于AC段平均速度：．也可以用OD間距離來(lái)計(jì)算． （5）分別計(jì)算出A、B、C、D、E點(diǎn)的速度，圖中描上點(diǎn)，然后畫一條斜線，使盡

8、量多的點(diǎn)落在線上，如圖1-5-5所示．有以上數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)算某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，用逐差法計(jì)算加速度． 【例2】某研究性學(xué)習(xí)小組在用滴水法測(cè)量重力加速度時(shí)，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(shí)，后一滴水恰

9、離開水龍頭，設(shè)聽到n次水擊盤子聲音時(shí)的總時(shí)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(gè)聲音的時(shí)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(jì)算式為 D．重力加速度的計(jì)算式為 解析：時(shí)間間隔為，故，所以： 答案：D． ★二、高考重點(diǎn)、熱點(diǎn)題型探究 熱點(diǎn)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(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙

10、帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)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(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是_______m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為________________，加速度的大小是_______m/s2（計(jì)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(shí)刻的瞬時(shí)速度等于一段時(shí)間內(nèi)的平均速度： （考慮兩位有效數(shù)字） （1） 用逐差法來(lái)計(jì)算加速度： （2）

11、[答案]0.86，，0.64 [名師指引]考點(diǎn)：紙帶處理方法．用平均速度計(jì)算瞬時(shí)速度，用逐差法計(jì)算加速度． [真題2]（2007天津）某學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶如圖1-5-15所示．他在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，在這點(diǎn)下標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是他測(cè)得AC長(zhǎng)為14.56 cm，CD長(zhǎng)為11.15 cm，DE長(zhǎng)為13.73 cm，則打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為 m/s，小車運(yùn)動(dòng)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(shí)刻的瞬時(shí)速度等于一段時(shí)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(diǎn)：紙帶處理方法．用平均速度計(jì)算瞬時(shí)速度，用逐差法計(jì)算加速度． 熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材． b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次．選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖1

13、-5-9中0、1、2……6點(diǎn)所示． c．測(cè)量1、2、3……6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：S1、S2、S3……S6． d．通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻速直線運(yùn)動(dòng)． e．分別計(jì)算出S1、S2、S3……S6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值． f．以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，劃出—t圖線． 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)： ①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)及時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、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(xiàng)代號(hào)） 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(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出—t圖． ④根據(jù)—t圖線判斷，在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度v0＝ m/s；它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a＝ m/s2． [解析] ①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為交流電源，利用刻度尺測(cè)量各點(diǎn)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?yàn)閏m/s，cm/s，描出對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)，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(diǎn)：紙帶的測(cè)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(yùn)動(dòng)圖象知識(shí)求解． 熱點(diǎn)3：紙帶問(wèn)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(diǎn)由靜止開始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面（設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變），最后

16、停在C點(diǎn)．每隔0.2秒鐘通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)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(dòng)摩擦因數(shù)m； ⑶t＝0.6 s時(shí)的瞬時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間為0.5 s 則：t＝0.6 s時(shí)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(diǎn)：圖表處理方法、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、力、牛頓第二定律． [真題5]（2006上海）伽利略通過(guò)研究自由落體和物塊沿光滑斜面的運(yùn)動(dòng)，首次發(fā)現(xiàn)了勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律．伽利略假設(shè)物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)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(cè)出物塊通過(guò)相應(yīng)路程的時(shí)間，然后用圖線表示整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，如圖1-5-13

18、所示．圖中OA表示測(cè)得的時(shí)間，矩形OAED的面積表示該時(shí)間內(nèi)物塊經(jīng)過(guò)的路程，則圖中OD的長(zhǎng)度表示 ．P為DE的中點(diǎn)，連接OP且延長(zhǎng)交AE的延長(zhǎng)線于B，則AB的長(zhǎng)度表示 ． [解析] 勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)：運(yùn)動(dòng)圖象及意義． [真題6]（2005 上海）科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問(wèn)題，作出假設(shè)，制定計(jì)劃，搜集證據(jù)，評(píng)估交流等．一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過(guò)程如下： A．有同學(xué)認(rèn)為：運(yùn)

19、動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)． B．他們計(jì)劃利用一些“小紙杯”作為研究對(duì)象，用超聲測(cè)距儀等儀器測(cè)量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)． C．在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同學(xué)們首先測(cè)量了單只“小紙杯”在空中下落過(guò)程中不同時(shí)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(duì)應(yīng)的位移—時(shí)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(cè)出它們的速度—時(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，證實(shí)了他們的假設(shè)． 回答下列提問(wèn)： （1）與上述過(guò)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(yùn)動(dòng)物體在做__________運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)，“小紙杯”在下落的開始階段做__________運(yùn)動(dòng)，最后 “小紙杯”做__________運(yùn)動(dòng)． （4）比較圖1-5-14圖（b）中的圖線1和5，指出在1.0～1.5s時(shí)間段內(nèi)，速度隨時(shí)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(yùn)動(dòng)． （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(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后速度增大到一定值開始保持不變，故后來(lái)做勻速運(yùn)動(dòng)． （4）圖線1反映速度不隨時(shí)間變化，圖線5反映速度隨時(shí)間繼續(xù)增大（或圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng)，圖線5反映紙杯依然在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)） [答案] （1）作出假設(shè)、搜集證據(jù) （2）勻速運(yùn)動(dòng)，1.937 （3）加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng) （4）圖線1反映速度不隨時(shí)間變化，圖線5反映速度隨時(shí)間繼續(xù)增大（或圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng)，圖線5反映

22、紙杯依然在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)） [名師指引]考點(diǎn)：科學(xué)研究的方法、運(yùn)動(dòng)圖象及意義． ★三、搶分頻道 ◇限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練（20分鐘） 班級(jí) 姓名 成績(jī) 1．某人用手表估測(cè)火車的加速度．先觀測(cè)3分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)540m；隔3分鐘后又觀察l分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)360m，若火車在這7分鐘內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)情況（已知該車的運(yùn)動(dòng)方向）．下列說(shuō)法中正確的是 A．當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴始終均勻分布時(shí)，車可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí)，車一定在做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí)，車的加速度可能在減小 D．當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí)，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(dòng)相機(jī)，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動(dòng)后不久做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的照片．相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔為2.0s．已知小轎車的車長(zhǎng)為4.5m．他用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度關(guān)系，結(jié)果如圖1-5-18所示．請(qǐng)你估算這輛小轎車的加速度a和小轎車在照片中第2個(gè)像所

24、對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的即時(shí)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(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源一臺(tái)，導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，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(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則： （1）還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是 ． （2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(xì)沙，讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L，算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2． 要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺哪些實(shí)驗(yàn)步驟或應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件？若用如上的字母代表實(shí)驗(yàn)中測(cè)量到的物理量，寫出本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式． （3）若挑選的一條點(diǎn)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(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)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(diǎn)到Ｅ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的過(guò)程中，沙和沙桶的重力所做的功W＝ ；該滑塊動(dòng)能改變量的表達(dá)式為ΔEK＝ ．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示） 限時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打得的紙帶，距離逐漸增大不一定做勻加速運(yùn)動(dòng)． 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(shí)際長(zhǎng)度3m．量出前后兩段位移分別為4.00cm和6.70cm，對(duì)應(yīng)的實(shí)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(shí)刻的即時(shí)速度，可得照片中第2個(gè)像對(duì)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(xì)沙，直到輕推滑塊，滑塊能在水平長(zhǎng)木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止，用天平測(cè)出此時(shí)沙和小桶的總質(zhì)量m′．實(shí)驗(yàn)中保持． 本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式 解二：（1）天平 刻度尺 （2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細(xì)沙直到輕推滑塊，滑塊能在水平長(zhǎng)木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止，用天平測(cè)出此時(shí)沙和小桶的總質(zhì)量m′．實(shí)驗(yàn)中保持． 本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)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(cè)定小沙桶的質(zhì)量，再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長(zhǎng)木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長(zhǎng)木板上勻速滑行為止． 本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)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(zhǎng)木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長(zhǎng)木板上勻速滑行為止．實(shí)驗(yàn)中保持． 本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)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(cè)定小沙桶的質(zhì)量，再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長(zhǎng)木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平

29、長(zhǎng)木板上勻速滑行為止．實(shí)驗(yàn)中保持． 本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)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(qǐng)你的同學(xué)用手指拿著一把長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(cè)定神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，得到以下數(shù)據(jù)（單位：cm，注：計(jì)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(qǐng)問(wèn)： （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(shí)間是 ．（） 紙帶 夾子 重物 打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(lái)研究自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)．圖1-5-21是實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄自由落體的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，得到的一條紙帶，紙帶上的點(diǎn)是從放手開始打下的連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，兩點(diǎn)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(yùn)動(dòng)．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(yùn)動(dòng)的加速度大小是： ． （3）實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)形式時(shí)運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)所用交流電頻率為50Hz，在

32、所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及標(biāo)記符號(hào)如圖所示． （1）該同學(xué)所探究的物體運(yùn)動(dòng)形式如何？簡(jiǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(shuō)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(shí)間里通過(guò)的位移不相等（或位移越來(lái)越大） （2）9.5～9.6m/s2 （3）不相同，原因是重物下落時(shí)受到了阻力． 說(shuō)明：若答成如下答案也對(duì)（1） 勻加速 ；相鄰相等時(shí)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(yùn)動(dòng)；選用方法B更合理．點(diǎn)撥：(1)從紙帶上記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，可從物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是否相等來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)形式.經(jīng)計(jì)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(shí)間內(nèi)位移之差相等，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng). (2)從方

35、法A來(lái)看，其計(jì)算式最終表示為，因此只利用了位移數(shù)據(jù)；從方法B來(lái)看，其計(jì)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(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄一輛做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車的紙帶一部分，D1是任選的第一點(diǎn)，D11和D21是第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，若加速度是10cm／s2，則該計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率是： Ａ、10Hz　?。?、20Hz　?。?、30Hz　?。?、40Hz 2．一同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是如圖1-5-23所示的一些短線，這可能是因?yàn)椋? A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)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(diǎn)針壓得過(guò)緊 3．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，得到如圖1-5-24所示一段紙帶．測(cè)得AB=7.65cm，BC=9.17cm．已知交流電頻率是50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為 m/s．如果實(shí)驗(yàn)測(cè)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器拉出來(lái)的，打點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s．現(xiàn)按每10個(gè)點(diǎn)劃分紙帶，數(shù)據(jù)已標(biāo)示在圖中，求小車運(yùn)動(dòng)的加速度． 5．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究一個(gè)約1. 4高的商店卷簾窗的運(yùn)動(dòng)．將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器隨簾在

37、豎直面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)．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?jī)牲c(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s，根據(jù)各間距的長(zhǎng)度，可計(jì)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(shí)刻的即時(shí)速度V． （1）請(qǐng)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(yùn)動(dòng)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(gè)質(zhì)量為m的物塊由靜止開始沿斜面下滑，拍攝此下滑過(guò)程得到的同步閃光（即第一次閃光時(shí)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(cè)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(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s；滑塊運(yùn)動(dòng)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(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，可測(cè)出被測(cè)物體的速度．P1、P2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2分別是P1、P2由汽車反射回來(lái)的信號(hào)，設(shè)測(cè)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(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離． ⑵汽車的速度． 8．一個(gè)有一定厚度的圓盤，可以繞通過(guò)中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)．用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度． 圖1-5-29 實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，米尺，紙帶，復(fù)寫紙片． 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)圖1-5-30所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上， 使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上． (2)啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)． (3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量． ①由已

40、知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為= 式中各量的意義是： ②某次實(shí)驗(yàn)測(cè)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(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖1-5-31甲所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰

41、的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s. ⑴根據(jù) 可判定小球做 運(yùn)動(dòng)． ⑵根據(jù)公式 計(jì)算A、B、C、D、E各點(diǎn)瞬時(shí)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(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的物體在相鄰的連續(xù)相等時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器不能工作，A錯(cuò)；電壓不穩(wěn)定則點(diǎn)跡不清晰，B錯(cuò)；電源的頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致點(diǎn)間間隔無(wú)規(guī)律性，C錯(cuò)；從紙帶上的痕跡看是振針在紙帶上停留時(shí)間長(zhǎng)的原因，D正確． 3．

43、解析：由推論可得，原因?yàn)橄侣溥^(guò)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(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離,表示每?jī)捎?jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）,由題意可確定0.5s、1.5s、2.5s …各時(shí)刻的即時(shí)速度,計(jì)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(shí)刻（s） 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 即時(shí)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(yùn)動(dòng),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?jī)纱伍g的時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)中間時(shí)刻的速度公式得. 根據(jù)得,所以2.40m/s2. 7．解析：測(cè)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(gè)小格，故每一小格格對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，P1、n1間有12個(gè)小格，說(shuō)明P1、n1間的時(shí)間間隔，同理可求P2、n2間的時(shí)間間隔，從而汽車收到P1、P2 信號(hào)時(shí)離測(cè)速儀的距離分別為，，汽車在此段時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離s=s1－s2=17m，汽車接收到P1、P2 兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻應(yīng)分別對(duì)應(yīng)于圖中P1n1的中點(diǎn)和P2n2的中

45、點(diǎn)，其間有28.5個(gè)小格，即汽車接收到P1、P2兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間間隔，所以，汽車的速度 8．解析：①，為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，為圓盤的半徑，、是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺上的刻度值，為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)（含兩點(diǎn)）． ② 提示：①紙帶運(yùn)動(dòng)的速度就等于圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)邊緣的線速度大小，用米尺量出紙帶上選定的第一個(gè)點(diǎn)的刻度和第n個(gè)選定點(diǎn)的刻度，則兩選定點(diǎn)的距離為．設(shè)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔為，則紙帶的運(yùn)動(dòng)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(gè)點(diǎn)和第16個(gè)點(diǎn)為選定點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)； ⑵根據(jù)和來(lái)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)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(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的坐標(biāo)是（0，0.53），此交點(diǎn)的物理意義是：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)A時(shí)紙帶對(duì)應(yīng)的速度． 答案：⑴Δs=恒量=3.5cm,勻變速直線運(yùn)動(dòng) 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(diǎn)速度vA.