2.7 实验二：研究匀变速直线运动的规律 -高中物理人教版（2019）高一上册同步试题精编（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 2.7 实验二：研究匀变速直线运动的规律 -高中物理人教版（2019）高一上册同步试题精编（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 254.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-19 09:50:22 | ||
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文档简介
2.7 实验二：研究匀变速直线运动的规律
一、应用匀变速直线运动规律处理纸带问题
【例题】
1. 某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验。
（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电火花计时器 ②天平 ③低压交变电源 ④细绳和纸带 ⑤砝码、托盘和小车 ⑥刻度尺 ⑦停表 ⑧一端带有滑轮的长木板
（2）安装好实验装置后，先________，再________。纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的___________（填“左”或“右”）端与小车相连。
（3）如图乙所示的纸带上，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。
【课堂练习】
2. 如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果。所接电源是频率为50 Hz的交变电源。
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内。（单位：cm）
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57 ______ _______ _______
由此可以得出结论：小车的运动是________。
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________ s。
(3)小车的加速度的计算式a＝________，加速度a＝________ m/s2（结果保留三位有效数字）。
(4)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s（结果保留三位有效数字）。
二、实验原理的迁移应用
例题】
3. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
(1)由图（b）可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；
(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为_______m/s，加速度大小为______m/s2（结果均保留2位有效数字）。
课堂练习】
4. 一同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光板通过光电门1的时间为Δt1=0.30s，通过光电门2的时间为Δt2=0.10s，则滑块经过光电门1时的速度v1=0.1m/s，滑块经过光电门2时的速度v2=0.3m/s。
(1)若已知遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt=4.0s，则滑块的加速度大小a=________m/s2；
(2)若已知两光电门之间的距离为L=80.00cm，则滑块的加速度大小a′=________m/s2；
(3)为了减小误差，可采取的办法是________。
A．增大遮光板的宽度 B．减小遮光板的宽度
C．增大两光电门的间距 D．减小两光电门的间距
5.某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．
实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝________.
(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)
参考答案
1. 【答案】（1）②③⑦；（2） 接通电源；释放小车；左 ；（3）0.26 ； 0.4
【详解】（1）本实验不需要天平测量质量，电火花计时器应使用220 V交变电源，也不需要用停表测时间，故不需要的器材为②③⑦。
（2）正确的操作顺序是先接通电源，再释放小车，不能颠倒。
[4]纸带上和小车相连的一端先被打点，此时纸带速度较小，点间距离较小，故左端与小车相连。
（3）B点对应的速度是
加速度
2. 【答案】(1)1.57；1.58 ；1.58 ；匀变速直线运动； (2)0.1； (3)； 1.57 ；(4). 0.517
【详解】（1）第四段和第三段之差
。
第五段段和第四段之差
。
第六段和第五段之差
。
第二段和第一段之差
第三段和第二段之差
数据分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动。
（2）该打点计时器所接的电源是频率为50 Hz的交变电源，相邻两个点之间的时间间隔为0.02s，纸带上每隔4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的时间间隔
。
(3)根据
运用逐差法得
。
带入数据
（4）由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速
度
。
3. 【答案】(1) 从右向左；(2) 0.19 ；0.038
【详解】(1)小车在阻力的作用下做减速运动，由图（b）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动；
(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为
所以A点位置的速度为
vA=m/s=0.19m/s
根据逐差法可求加速度
a=
解得
a=0.038m/s2
4. 【答案】(1)5×10－2；(2)5×10－2；(3) BC
【详解】(1)由加速度公式
得
(2)由速度位移公式
代入数据解得
(3)遮光板的宽度越小，瞬时速度的测量误差越小；两光电门的间距越大，测量L的相对误差越小。
故选BC。
5.【答案】(1)；(2)；
【详解】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且 联立解得：；
（2）由图（c）结合几何关系可求得 ，，即 ．
一、应用匀变速直线运动规律处理纸带问题
【例题】
1. 某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验。
（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电火花计时器 ②天平 ③低压交变电源 ④细绳和纸带 ⑤砝码、托盘和小车 ⑥刻度尺 ⑦停表 ⑧一端带有滑轮的长木板
（2）安装好实验装置后，先________，再________。纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的___________（填“左”或“右”）端与小车相连。
（3）如图乙所示的纸带上，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。
【课堂练习】
2. 如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果。所接电源是频率为50 Hz的交变电源。
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内。（单位：cm）
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57 ______ _______ _______
由此可以得出结论：小车的运动是________。
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________ s。
(3)小车的加速度的计算式a＝________，加速度a＝________ m/s2（结果保留三位有效数字）。
(4)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s（结果保留三位有效数字）。
二、实验原理的迁移应用
例题】
3. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
(1)由图（b）可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；
(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为_______m/s，加速度大小为______m/s2（结果均保留2位有效数字）。
课堂练习】
4. 一同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光板通过光电门1的时间为Δt1=0.30s，通过光电门2的时间为Δt2=0.10s，则滑块经过光电门1时的速度v1=0.1m/s，滑块经过光电门2时的速度v2=0.3m/s。
(1)若已知遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt=4.0s，则滑块的加速度大小a=________m/s2；
(2)若已知两光电门之间的距离为L=80.00cm，则滑块的加速度大小a′=________m/s2；
(3)为了减小误差，可采取的办法是________。
A．增大遮光板的宽度 B．减小遮光板的宽度
C．增大两光电门的间距 D．减小两光电门的间距
5.某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．
实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝________.
(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)
参考答案
1. 【答案】（1）②③⑦；（2） 接通电源；释放小车；左 ；（3）0.26 ； 0.4
【详解】（1）本实验不需要天平测量质量，电火花计时器应使用220 V交变电源，也不需要用停表测时间，故不需要的器材为②③⑦。
（2）正确的操作顺序是先接通电源，再释放小车，不能颠倒。
[4]纸带上和小车相连的一端先被打点，此时纸带速度较小，点间距离较小，故左端与小车相连。
（3）B点对应的速度是
加速度
2. 【答案】(1)1.57；1.58 ；1.58 ；匀变速直线运动； (2)0.1； (3)； 1.57 ；(4). 0.517
【详解】（1）第四段和第三段之差
。
第五段段和第四段之差
。
第六段和第五段之差
。
第二段和第一段之差
第三段和第二段之差
数据分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动。
（2）该打点计时器所接的电源是频率为50 Hz的交变电源，相邻两个点之间的时间间隔为0.02s，纸带上每隔4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的时间间隔
。
(3)根据
运用逐差法得
。
带入数据
（4）由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速
度
。
3. 【答案】(1) 从右向左；(2) 0.19 ；0.038
【详解】(1)小车在阻力的作用下做减速运动，由图（b）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动；
(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为
所以A点位置的速度为
vA=m/s=0.19m/s
根据逐差法可求加速度
a=
解得
a=0.038m/s2
4. 【答案】(1)5×10－2；(2)5×10－2；(3) BC
【详解】(1)由加速度公式
得
(2)由速度位移公式
代入数据解得
(3)遮光板的宽度越小，瞬时速度的测量误差越小；两光电门的间距越大，测量L的相对误差越小。
故选BC。
5.【答案】(1)；(2)；
【详解】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且 联立解得：；
（2）由图（c）结合几何关系可求得 ，，即 ．