2020-2021学年高一物理沪科版（2019）必修第一册第二章 实验：研究匀变速直线运动的规律 同步课时习题（含答案）

1193800012560300沪科版（新教材）必修第一册第二章实验：研究匀变速直线运动的规律
1．实验中，如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带(左端与小车相连)，图中A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻的两计数点间的时间间隔T＝0.1 s.

图1
(1)根据纸带可判定小车做________运动．
(2)根据纸带计算B点瞬时速度vB＝________，小车运动的加速度a＝________.
2．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个点取一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1 s，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2所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：


图2
(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________．(填字母)
(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________ m/s2.
3．(1)研究小车的匀变速直线运动，记录纸带如图3所示，图中两计数点间有四个点未画出．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，则小车运动的加速度a＝________ m/s2，打P点时小车运动的速度v＝________ m/s.(结果均保留两位有效数字)

图3
(2)打点计时器原来的工作电源频率是50 Hz，如果用它来测定匀变速直线运动的加速度时，实验者不知工作电源的频率变为60 Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是________(填“偏大”“不变”或“偏小”)．
4．某同学在实验室做了如图4所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5 cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3 s，则小球开始下落的位置距光电门的距离为________ m．(g＝9.8 m/s2)

图4
5．某同学用图5所示实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花打点计时器进行实验．

图5
(1)请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)________．
①电火花打点计时器　②天平　③低压交流电源　④细绳和纸带　⑤砝码、托盘和小车　⑥刻度尺　⑦秒表　⑧一端带有滑轮的长木板
(2)搭建好实验装置后，先________再________．纸带被打出一系列点，其中一段如图6所示，可知纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连．
(3)如图6所示的纸带上，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1 s，则vB＝________ m/s，a＝________ m/s2.

图6

6．图7(a)是在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条点迹清晰的纸带．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)图(b)是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________ m/s2(保留三位有效数字)．


图7
7．用如图8甲所示的实验装置“测定重力加速度的大小”的实验．已知打点计时器的工作频率为50 Hz.

图8
(1)电磁打点计时器必须接________(选填“220 V交流”“6～8 V交流”或“6～8 V直流”)电源．
(2)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤
C．重锤停靠在打点计时器附近，与纸带相连
D．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：________(填写字母)．
(3)图乙中标出的相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，则相邻两计数点的时间间隔T＝________ s.
(4)计数点C对应的瞬时速度大小vC＝________ m/s.
(5)根据实验记录的数据计算出重锤的加速度即重力加速度的大小g＝________ m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
8.如图9所示，某实验小组用光电数字计时器测量小车在斜面上下滑时的加速度，实验主要操作如下：

图9
①用刻度尺测量挡光片的宽度d；
②测量小车释放处挡光片到光电门的距离s；
③由静止释放小车，记录光电数字计时器显示挡光片的挡光时间t；
④改变s，测出不同s所对应的挡光时间t.
(1)小车加速度大小的表达式为a＝________.(用实验中所测物理量符号表示)
(2)根据实验测得的多组s、t数据，可绘制图像来得到小车运动的加速度，如果图像的纵坐标为s，横坐标为，实验中得到图像的斜率为k，则小车运动的加速度大小为________(用d、k表示)．























参考答案及解析
1.答案：(1)匀加速直线　(2)1.38 m/s　12.6 m/s2
解析：(1)根据纸带上的数据可知sBC＝20.10 cm，sCD＝32.70 cm，sDE＝45.30 cm，故sBC－sAB＝sCD－sBC＝sDE－sCD＝12.60 cm，在相邻的相等时间间隔内的位移增量都相等，小车做匀加速直线运动．
(2)在匀变速直线运动中，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，vB＝＝×10－2 m/s＝1.38 m/s.根据Δs＝aT2可得sDE－sBC＝2aT2，sCD－sAB＝2aT2，代入数据解得a＝＝×10－2 m/s2＝12.6 m/s2.
2.答案：(1)C　(2)0.6
解析：(1)因为Δs＝s12－s01＝6.0 mm，故s45－s12＝3×6.0 mm，故s45＝54.0 mm，故C是从A上撕下的那段纸带．
(2)根据Δs＝aT2，解得：a＝＝ m/s2＝0.6 m/s2.
3.答案：(1)0.80　0.25　(2)偏小
解析：(1)由公式Δs＝aT2可求得加速度大小，
a＝＝ m/s2＝0.80 m/s2，
Δs＝＝0.80 cm，
vP＝＝ m/s＝0.25 m/s.
(2)打点计时器原来的工作电源频率是50 Hz，如果用它来测定匀变速直线运动的加速度时，实验者不知工作电源的频率变为60 Hz，由加速度计算公式可知，这样计算出的加速度值与真实值相比会偏小．
4.答案：1.28
解析：小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度为：v＝＝ m/s＝5 m/s，由自由落体运动规律可以知道：h＝≈1.28 m.
5.答案：(1)②③⑦　(2)接通电源　释放小车　左　(3)0.26　0.4
解析：(1)在本实验中不需要测量小车或砝码的质量，因此不需要天平，电火花打点计时器使用的是220 V交流电源，因此低压交流电源本实验中不需要，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．故不需要的器材为：②③⑦.
(2)搭建好实验装置后，先接通电源，再释放小车．小车拉着纸带在相等时间内的位移越来越大，可知纸带的左端与小车相连．
(3)B点的瞬时速度等于AC间的平均速度，则有
vB＝＝ m/s＝0.26 m/s，
根据运动学公式得：
a＝＝×10－3 m/s2＝0.4 m/s2.
6.答案：(1)1.20　(2)加速度的一半　0.933
解析：(2)由s＝at2可知，s－t2图线的斜率表示加速度的一半，a＝ m/s2＝
m/s2，
所以a≈0.933 m/s2.
7.答案：(1)6～8 V交流　(2)DCBA　(3)0.1　(4)2.2　(5)9.9
解析：(1)电磁打点计时器必须接6～8 V交流电源；
(2)先连接实验器材，后穿纸带，再连接重锤，接通电源，后释放纸带，打点并选择纸带进行数据处理，所以上述实验步骤的正确顺序是：DCBA；
(3)打点计时器的工作频率为50 Hz，每隔0.02 s打一次点，每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，故T＝0.1 s；
(4)匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于平均速度，故vC＝＝×10－2 m/s＝2.2 m/s；
(5)根据Δs＝gT2，有由g＝
代入数据得：g≈9.9 m/s2.
8.答案：(1)　(2)
解析：(1)依据中间时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度，有：v＝
再结合运动学公式a＝，则有：a＝，
(2)根据(1)有：s＝·，
结合以纵坐标为s，横坐标为的图像，那么斜率：k＝，
因此小车的加速度大小为：a＝.