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1、实验 研究匀变速直线运动针对训练1在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_。A把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路C再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，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，换上新纸带，重复三次F从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起
2、始点，并把每打五个点的时间作为时间单位。在选好的起始点下面记作0，往后第五个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离G根据公式a1，a2，a3，求出a【答案】见解析【解析】ABCDFG 在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差。其中E项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源。2某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。实验步骤如下：A安装好实验器材；B让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点
3、取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C测出x1、x2、x3、。结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题：（1）实验中，除打点计时器（含纸带）、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有_。（填选项代号）A电压合适的50 Hz交流电源B电压可调的直流电源C秒表D刻度尺E天平F重锤G弹簧测力计H滑动变阻器（2）如果小车做匀加速直线运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系_，已知打点计时器打点的时间间隔是T，则打c点时小车的速度大小是_。【答案】（1）AD （2）x3x2x2x1（或2x2x1x3） 【解析】（2）因小车做匀加速直线
4、运动，所以x3x2x2x1，即2x2x1x3。c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，vc。3如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。 （1）OD 间的距离为_ cm。（2）如图乙是根据实验数据绘出的xt2图线（x为各计数点至O点的距离），斜率表示_，其大小为_ _ m/s2（保留三位有效数字）。【答案】（1）1.20 cm（2） 0.467【解析】（1）由题图可知OD距离x2.20 cm1.00 cm1.20 cm。（2）由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移xv0tat2，由于x
5、t2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v00，则xt2，这样，我们就可以知道xt2图线的斜率为，通过图线可求得斜率为0.467。4某同学利用图甲所示的实验装置探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点_和_之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为_m/s，计数点6对应的速度大小为_m/s（保留三位有效数字）（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/s
6、2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值_（填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）6和7（或7和6）（2）1.00 m/s 1.20 m/s （3）2.00 m/s2 偏大【解析】（1）根据匀加速直线运动的推论，相邻相等时间内位移之差是常数xaT2，可知开始位移之差为2 cm，所以6和7之间某时刻开始减速。（或7和6）（2）计数点5对应的速度大小为v5 m/s1.00 m/s，同理求得计数点4对应的速度大小为v40.800 m/s，计数点6对应的速度大小为v62v5v41.20 m/s。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a m/s22.00
7、m/s2，由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力，则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大。5某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x011.40
8、cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm。试问： （1）滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似。（2）由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4_ m/s，小车的加速度a_ m/s2。（结果均保留二位有效数字）【答案】（1）打点计时器（2）0.20 m/s 0.19 m/s2【解析】（1）滴水计时器是每隔相同的时间滴一滴水滴，在白纸上留下点迹，记录时间和位移；课本上介绍的打点计时器是每隔相同的时间打下一个点，在纸带上留下点迹，记录时间和位移，因此滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器的原理类似。（2）可把小车
9、的运动看做是匀变速直线运动，则v435m/s0.20 m/s；求加速度利用逐差法，有（x56x45x34）（x23x12x01）9aT2，即（5.154.413.65）102m（2.912.151.40）102 m9a（0.2 s）2，解得a0.19 m/s2。6某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m50g的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示。（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：实验操作：_，释放纸带，让重锤自由落下_。取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分
10、别为s12.60 cm，s24.14 cm，s35.69 cm，s47.22 cm，s58.75 cm，s610.29 cm，已知打点计时器的打点间隔T0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a_，代入数据，可得加速度a_ m/s2（计算结果保留三位有效数字）。（2）该同学从实验结果发现，重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法：_。【答案】（1）见解析 9.60 m/s2（2）频闪照相法【解析】（1）实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源。由逐差法求解重锤下落加速度：a9.6
11、0 m/s2。（2）重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，是因为重锤下落时所受空气阻力过大或者纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力过大。为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，可以将重锤换成较大质量的重锤、换用电火花计时器或采用频闪照相法。7用如图所示实验装置可以测量重力加速度，经正确操作后得到一条纸带，在纸带上选择0、1、2、3、4、5、6七个测量点，相邻两测量点的时间间隔为0.04s，测量出后面各测量点到0测量点的距离d，记入下表中，对这些数据进行处理后便可测得重力加速度值。（1）甲同学的处理方法是：计算出1、5两点对应的速度v1、v5，然后由g算得g值，则其中v5_m
12、/s（结果保留三位有效数字）。（2）乙同学的处理方法是：计算出的值（已记入表中），作出t图像，由图像算得g值。请你按以下要求完成乙同学的处理过程。测量点0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85时间t/s00.040.080.120.160.200.24/（ms1）00.300.520.720.911.101.29在提供的坐标纸上作出规范的t图像。在图像上用符号“”标出你用于计算g值所选择的点。根据图像求得g_m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）实验测得的g值，你认为应选_（填“甲的值”或“乙的值”或“都可以”）。【答案】（1）2.04 m/s（2）见解
13、析 9.62 m/s2（3）乙的值【解析】（1）v5m/s2.04 m/s。（2）由图线可求得斜率为k4.81，因为gt，即t，故4.81，g9.62 m/s2。（3）运用图像法处理数据，可以减小实验的偶然误差，使数据处理的准确性得到提高，故应选乙的值。8在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。用竖直放置的米尺测得
14、各个水滴所对应的刻度。采集数据进行处理。（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是_。（2）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图所示，根据数据测得当地重力加速度g_m/s2；第8个水滴此时的速度v8_ m/s。（结果都保留三位有效数字）（3）该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：_。【答案】（1）频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率（2）2.27 m/s（3）存在空气阻力、水滴滴落的频率变化等【解析】（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率。（2）由xgT2和逐差法解得当地重力加速度g9.72 m/s2，由中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度可得，第8个水滴的速度v82.27 m/s。（3）该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力、水滴滴落的频率变化等。9某研究性学习小组用图装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门
