重点专题复习《研究匀变速直线运动》.docx
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重点专题复习《研究匀变速直线运动》
重点专题复习《研究匀变速直线运动》
1.如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中s1=5.12cm、s2=5.74cm、s3=6.41cm、s4=7.05cm、s5=7.68cm、s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是m/s，加速度的大小是m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
2.有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1、d2、d3……，如图所示，各相邻点时间间隔为T．要用它验证B与G两点处机械能是否守恒，量得B、G间的距离h=，B点的速度表达式vB=，G点的速度表达式vG=．如果有=，则机械能定恒．
C
3.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：
（1）闪光频率是Hz．
（2）小球运动中水平分速度的大小__m/s．
（3）小球经过B点时的速度大小是__m/s．
4．“研究平抛物体的运动”的实验装置，如图1—11所示，那么：
（1）安装斜槽时，怎样判定槽口切线是水平的?
（2）小球半径r=1cm，在图1-11的白纸上，标出小球的抛出点，画出x，y轴，并说明作图方法；
（3）从斜槽上释放小球，为什么每次都要在同一位置?
（4）如图1-12所示，O为抛出点，计算平抛运动的初速度；
（5）把1-11中的白纸换成方格纸，方格边长L=5cm，改变释放小球的位置，通过实验，记录了小球在运
动途中的三个位置，如图1-13所示，计算平抛运动的初速度和B点的竖直分速度．
5．如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表
示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为_____________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
图7
6．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图17所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02Ｓ的交流电源．经过测量得：
d1=3.62cm，d2=8.00cm,d3=13.2cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm.
图17
（1）计算VF的公式为_______________；VF=_______________m/s；
（2）计算a的最简单的表达式为______________；物体的加速度a=____________m/s2；
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______________（选填：
偏大、偏小或不变）．
7．一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。
图2是打出的纸带的一段。
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________。
（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有。
用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=__________。
（单位：
cm）
8．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带。
他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5。
由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示。
请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：
（1）在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是；
C
（2）打A纸带时，物体的加速度大小是m/s2。
9．如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长
=1.25cm。
若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=________（用
、g表示），其值是________（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是________。
10．如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。
（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1________m2。
（2）为了保证小球做平抛运动，如何调整斜槽？
（3）之后的实验步骤为：
A．在地面上依次铺白纸和复写纸。
B．确定重锤对应点O。
C．不放球2，让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置P。
D．把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和N。
E．用刻度尺量OM、OP、ON的长度。
F．看
是否相等，以验证动量守恒。
上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤。
11．某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。
实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。
重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。
再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。
重复这种操作10次。
图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。
B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。
（1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？
答：
__________（填选项号）。
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度
12．某同学用图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。
在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如下图所示。
该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）：
方法A：
由
……，
取平均值g=8.667m/s2;
方法B：
由
取平均值g=8.673m/s2。
从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有
__________;方法B中有__________。
因此，选择方法___________（A或B）更合理，这样可以减少实验的__________（系统或偶然）误差。
本实验误差的主要来源有____________（试举出两条）。
图5
13．
（1）按现行高中物理课本中的要求做下列五个力学实验时，需要使用天平的实验有；需要使用打点计时器的实验有；需要使用刻度尺的实验有。
（只填对应的实验代号）
A、测定匀变速直线运动的加速度B、验证牛顿第二定律
C、碰撞中的动量守恒D、验证机械能守恒
E、用单摆测定重力加速度
S2
S1
S0
E
D
C
B
A
0
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U、频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想的纸带，如下图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点0的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则
①从起始点0到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=，
重锤动能的增加量为△EK=。
②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=，它与当地的重力加速度g进行比较，则ag（填“大于”、“等于”、“小于”）。
甲
14．
（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：
把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
乙
测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T．
判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是____________________________________；
本实验还需直接测量的物理量是：
__________________________．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是____________________________________．（用相应的符号表示）
（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象．
O
表格：
小车受力相同（均取砂桶质量m＝50g）．
次数
小车质量
M/g
加速度
a/m·s－2
1
200
1.91
5.00
2
250
1.71
4.00
3
300
1.50
3.33
4
350
1.36
2.86
5
400
1.12
2.50
6
450
1.00
2.22
7
500
0.90
2.00
根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：
________________________________．
图（乙）
15．如图（甲）所示，在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，某实验小组打出了三条纸带，但是由于实验操作不规范，三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的大于2mm，于是他们选择了如图（乙）所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理．他们首先在所选择纸带的前四个点的下方标上1、2、3、4，在后面适当位置又选了五个计数点A、B、C、D、E；然后，他们又设计了四种数据处理方案来验证机械能守恒定律．
方案1：
选择第1个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k，利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，比较“
和
”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案2：
选择第1个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=
算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，比较“
和
”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案3：
选择第3个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k，利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，利用V3=2gT求出打第3个点时重物的速度，比较“
和（
–
）”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案4：
选择第3个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=
算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，再测出第2个点到第4个点之间的距离S，利用
求出打第3个点时重物的速度，比较“
和（
–
）”是否相等来验证机械能是否守恒．
（1）你认为最合适的方案是．
（2）说出两条你认为其他方案不合适的理由：
理由1：
．
理由2：
．
均匀长木板
16．某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．
若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）还需要补充的实验器材是．
（2）某同学的实验步骤如下：
用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．
要完成本实验，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？
若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式．
（3）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为Ｍ，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由Ｂ点到Ｅ点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W＝；该滑块动能改变量的表达式为ΔEK＝．（结果用题中已知物理量的字母表示）
S2
17．如图所示，某同学想估测圆珠笔里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能。
请帮助完成实验：
（1）实验所需的器材：
（2）实验中需要一个数据记录表，请填写出记录表的测量物理量的名称。
（也可以要学生设计记录实验数据的表格并填写记录测量物理量的名称）
（3）写出完成实验的步骤。
（4）用所测得的物理量来写出圆珠笔尾端压紧时小弹簧的弹性势能大小的表达式。
18．与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时器，其结构如图4—37所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器可以显示物体的挡光时间。
现利用如图4—38所示装置探究动能定理。
图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。
让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s。
已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g=9.8m/s3，取滑块经过光电门时的平均速度为其瞬时速度。
（1）滑块通过光电门1时的速度v1=________m/s，通过光电门2时的速度v2=_________m/s。
（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力做的功为___________J。
（3）结论：
_________________________________________。
重点专题复习《研究匀变速直线运动》答案
1：
0.80,0.64（0.63~0.65都算对）
2：
h=d6-d1
3：
（1）10
（2）1.5（3）2.5
4：
（1）把小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚也不向外滚。
这时槽口切线水平。
（2）用重锤靠着斜槽末端，在重垂线上，斜槽末端上方r处作为抛出点O，记在白纸上，再记下重锤线上的另一点P，测定平抛途中一些位置后，取下白纸，连接OP，即为y轴，过O作Oy的垂线，即为x轴。
因为实验很粗略，也可以把斜槽末端当作抛出点O。
（3）小球每一次平抛，在白纸上仅描出一个点，只有从斜槽上同一位置释放，小球多次沿同一轨道运动，每次描出的点才是同一轨道的点，画出的轨迹才是一次平抛运动的轨迹。
（4）由图1-12的B点知：
y=44.1cm=0.441m,x=48.0cm=0.480m.平抛运动的竖直位移和水平
位移为解得初速度为
（5）抛出点不明确，不能用第（4）问的解法.A，B，C每相邻两点间的水平距离都为3L，因此相邻时间也相等，设为T。
由于平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在水平方向是匀速直
线运动，因此有①Δs=gT2②
其中.
由①式得平抛运动的初速度为匀变速直线运动，中间时刻的即时速度等于整段时间的平均速度，则B点竖直分速度为：
5：
0.86，
，0.64
6：
（1）
； ＶF=0.64m/s；
（2）a=
a=4.00m/s2
7：
（1）4.00m/s2（3.90~4.10m/s2之间都正确）
（2）小车质量m、斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h，
8：
C，0.60
9：
2
，0.70m/s，0.875m/s
10：
（1）＞
（2）其末端切线水平
（3）D步骤中，球1应从与C步骤相同高度滑下；P、M、N点应该是多次实验落地点的平均位置；F步骤中，应看
是否相等。
11：
65.7，ABD
12：
S1、S6或37.5,193.5
S1,S2,S3,S4,S5,S6或37.5，69.0，100.5，131.5，163.0，193.5
B
偶然
阻力[空气阻力，振针的阻力，限位孔的阻力，复写纸的阻力等]，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等。
【解析】：
（1）.（略）
（2）方法A：
＝
＝
＝
所以方法A中只有s1和s6起作用。
方法B：
＝
＝
＝
方法B中s1、s2、s3、s4、s5、s6均起作用。
因此，选择方法B更合理，更易减小误差。
本题中误差来源很多，例如：
阻力、交流电频率不稳定、长度测量不准确、数据处理方法等。
【备考提示】：
第
（1）小题考查了多用电表的使用和读数。
第
（2）小题考查了实验的误差分析、处理实验数据的能力。
课本上许多实验设计都存在着缺限，近几年高考试题也侧重对这些缺限的考查。
13：
（1）BC；ABD；ABCDE。
（2）①mg（s0+s1）②mg（s1+s2）2f2/32；
（s2-s1）f2/4；小于。
14：
2
（１）纸带上点迹间距相等
小车的质量M、砂桶的质量m
（２）图象见右图
作为外力的砂桶质量太大
15：
答：
（1）方案4
（2）理由1：
研究过程的起点不能选在第1点（或者“打第1点和纸带的释放不同步”、“打第1点时重物已经有了一个初速度”、“打第1点时重物已经下落了一段距离”、或者表达了相同的意思均可）
理由2：
不能用V=gt计算速度（由于空气阻力、摩擦阻力、打点阻力的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度g，用V=gt计算速度会使动能增量的测量值偏大，甚至会出现“动能的增加量大于重力势能的减少量的结果”）
16：
解一：
（1）天平刻度尺
（2）所缺的步骤：
在沙桶中装适量的细沙，直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止，用天平测出此时沙和小桶的总质量m′．
本实验最终要验证的数学表达式
解二：
（1）天平（1分）刻度尺
（2）所缺的步骤：
在沙桶中装适量的细沙直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止，用天平测出此时沙和小桶的总质量m′．实验中保持
．
本实验最终要验证的数学表达式
解三：
（1）天平刻度尺小木块
（2）所缺的步骤：
先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量
，再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止．
本实验最终要验证的数学表达式
解四：
（1）天平刻度尺小木块
（2）所缺的步骤：
先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止．实验中保持
．
本实验最终要验证的数学表达式
解五：
（1）天平刻度尺小木块
（2）所缺的步骤：
先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量
，再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止．实验中保持
．
本实验最终要验证的数学表达式
（2）
或
17：
（1）天平、刻度尺
（2）圆珠笔质量m/kg、开始时笔尖高度h1/cm、圆珠笔弹起后笔尖的最大高度h2/cm（3）①用天平秤出圆珠笔的质量m②将圆珠笔紧靠刻度尺竖直放在桌面上③在桌面上将圆珠笔尾端压紧，让下笔尖的读数h1④突然放开圆珠笔，观察并记下笔尖到达的最大高度处的读数h2⑤重复以上步骤，多测几组数据。
（4）EP=mg（h2-h1）
18：
（1）1.002.50
（2）5.255.29（3）
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