2.1 匀变速直线运动的特点 测评（Word版含解析）

第一节　匀变速直线运动的特点
基础练
1.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对 应的时刻/s 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点时的 速度/(cm·s-1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
为了计算加速度,合理的方法是(　　)
A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角α,由tan α求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图像,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的各加速度,求出平均值作为小车的加速度
2.某学习小组在“用气垫导轨和数字计时器测速度”的实验中采用了如图所示的实验装置.
(1)已知遮光条的宽度为Δd.实验时,将气垫导轨接通气泵,通过调平螺丝调整气垫导轨使其与水平面有一定的倾斜角度.轻推滑块使其在气垫导轨上自左向右做匀加速运动,遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1,通过第二个光电门的时间为Δt2,则滑块通过第一个光电门时的速度表达式为　　　　(用字母表示).
(2)已知遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为ΔT,则滑块的加速度表达式为　　　　(用字母表示).
(3)为减小实验误差,可采取的方法是　　　.
A.增大遮光条宽度Δd
B.减小遮光条宽度Δd
C.增大两光电门间距
D.减小两光电门间距
3.(2020广东佛山质检)如图所示是采用每秒闪光10次的频闪照相机拍摄的小球沿斜面匀加速滚下的频闪照片,照片中直尺的最小刻度为1 cm,开始两次小球的影像A、B不清晰,此后C、D、E、F位置图中已标出.试由此确定小球运动的加速度大小.
4.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为s1、s2、s3、s4,数据如表所示.已知斜面顶端的高度为h,斜面的长度为s,重力加速度大小g取9.80 m/s2.
单位:cm
s1 s2 s3 s4 h s
10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00
根据表中数据可知物块的加速度a=　　　 m/s2(保留3位有效数字).
5.在“用打点计时器测速度”的实验中,一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示,在其上取A、B、C、D、E 5个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出.打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz.
(1)由纸带上的数据计算vB=　　　　 m/s,vC=　　　　 m/s,vD=　　　　 m/s.(计算结果保留三位有效数字)
(2)在如图乙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像(从打出A点时开始计时).
(3)根据(2)所作图像能确定小车做匀变速直线运动吗 说明理由.
提升练
6.如图所示是采用每秒闪光10次的频闪照相机拍摄的小球在水平面上运动的频闪照片.照片中每两个相邻小球影像的时间间隔是T=0.1 s,这样便记录了小球运动的时间,而小球运动的位移可以用刻度尺测出.
(1)求出A、B、C、D各点的速度vA、vB、vC、vD.
(2)在下面的坐标中,作出小球运动的v-t图像,并求出小球运动的加速度.
7.
现利用如图所示的装置研究滑块的运动,图中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=1.0×10-2 s、t2=4.0×10-3 s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d=1.010 cm.
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=　　　 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=　　　 m/s(结果保留两位有效数字).
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是—个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的　　　　,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将　　　　的宽度减小一些.
(3)为了计算出滑块的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量　　　　　　　　　　.用这些物理量计算加速度的表达式为a=　　　　.
参考答案：
基础练
1.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对 应的时刻/s 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点时的 速度/(cm·s-1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
为了计算加速度,合理的方法是(　　)
A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角α,由tan α求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图像,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的各加速度,求出平均值作为小车的加速度
解析方法A的偶然误差较大;方法D求出的加速度实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也较大;只有利用实验数据画出对应的v-t图像才可充分利用所测量的数据,减小偶然误差.由于在物理图像中,两坐标轴的分度大小往往是不等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图线,所以方法B是错误的;正确方法是根据图像找出相距较远的两时刻所对应的速度值,然后利用公式a=算出加速度,故选项C正确.
答案C
2.某学习小组在“用气垫导轨和数字计时器测速度”的实验中采用了如图所示的实验装置.
(1)已知遮光条的宽度为Δd.实验时,将气垫导轨接通气泵,通过调平螺丝调整气垫导轨使其与水平面有一定的倾斜角度.轻推滑块使其在气垫导轨上自左向右做匀加速运动,遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1,通过第二个光电门的时间为Δt2,则滑块通过第一个光电门时的速度表达式为　　　　(用字母表示).
(2)已知遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为ΔT,则滑块的加速度表达式为　　　　(用字母表示).
(3)为减小实验误差,可采取的方法是　　　.
A.增大遮光条宽度Δd
B.减小遮光条宽度Δd
C.增大两光电门间距
D.减小两光电门间距
解析(1)由于遮光条很窄,通过光电门的时间也很短,其平均速度可认为等于瞬时速度,即v1=.
(2)a=.
(3)减小遮光条宽度,可使平均速度更接近瞬时速度;增加两光电门间距,可减小偶然误差.
答案(1)　(2)　(3)BC
3.(2020广东佛山质检)如图所示是采用每秒闪光10次的频闪照相机拍摄的小球沿斜面匀加速滚下的频闪照片,照片中直尺的最小刻度为1 cm,开始两次小球的影像A、B不清晰,此后C、D、E、F位置图中已标出.试由此确定小球运动的加速度大小.
解析vD=m/s=1.50m/s
vE=m/s=1.85m/s;
则加速度大小a==3.5m/s2.
答案3.5 m/s2
4.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为s1、s2、s3、s4,数据如表所示.已知斜面顶端的高度为h,斜面的长度为s,重力加速度大小g取9.80 m/s2.
单位:cm
s1 s2 s3 s4 h s
10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00
根据表中数据可知物块的加速度a=　　　 m/s2(保留3位有效数字).
解析相邻两计数点间的时间T==0.1s,
两点速度v21=,v34=,
加速度为a==4.30m/s2.
答案4.30
5.在“用打点计时器测速度”的实验中,一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示,在其上取A、B、C、D、E 5个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出.打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz.
(1)由纸带上的数据计算vB=　　　　 m/s,vC=　　　　 m/s,vD=　　　　 m/s.(计算结果保留三位有效数字)
(2)在如图乙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像(从打出A点时开始计时).
(3)根据(2)所作图像能确定小车做匀变速直线运动吗 说明理由.
解析(1)用平均速度代替中间时刻的瞬时速度,求出打B、C、D点时小车的速度,可得
vB=m/s=1.38m/s
vC=m/s=2.64m/s
vD=m/s=3.90m/s.
(2)根据(1)中求出的速度在坐标系中描点连线,可得v-t图像如图所示.
(3)能.由图像知a=不变化,故能判定小车做匀变速直线运动.
答案(1)1.38　2.64　3.90　(2)见解析图
(3)能,理由见解析
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6.如图所示是采用每秒闪光10次的频闪照相机拍摄的小球在水平面上运动的频闪照片.照片中每两个相邻小球影像的时间间隔是T=0.1 s,这样便记录了小球运动的时间,而小球运动的位移可以用刻度尺测出.
(1)求出A、B、C、D各点的速度vA、vB、vC、vD.
(2)在下面的坐标中,作出小球运动的v-t图像,并求出小球运动的加速度.
解析(1)求各点的瞬时速度可转化为求各段的平均速度.
vA==0.08m/s,vB==0.12m/s,vC==0.16m/s,vD==0.20m/s.
(2)作出的v-t图像如图所示.
由此可得,小球运动的加速度约为a=0.4m/s2.
答案(1)0.08 m/s　0.12 m/s　0.16 m/s　0.20 m/s
(2)v-t图像见解析　0.4 m/s2
7.
现利用如图所示的装置研究滑块的运动,图中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=1.0×10-2 s、t2=4.0×10-3 s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d=1.010 cm.
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=　　　 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=　　　 m/s(结果保留两位有效数字).
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是—个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的　　　　,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将　　　　的宽度减小一些.
(3)为了计算出滑块的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量　　　　　　　　　　.用这些物理量计算加速度的表达式为a=　　　　.
解析(1)v1==1.0m/s,v2==2.5m/s.
(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些.
(3)为了计算出滑块的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量滑块由光电门1运动至光电门2所用的时间t,则a=.
答案(1)1.0　2.5
(2)平均速度　滑块
(3)滑块由光电门1运动至光电门2所用的时间t