高中物理人教版能力提升练习 必修一第二章 第一节研究匀变速直线运动 Word版含解析

1.(2019·青岛模拟)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x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s,数据如表所示,重力加速度g取9.80 m/s2。
单位:cm
x1
x2
x3
x4
h
s
10.76
15.05
19.34
23.65
48.00
80.00
根据表中数据,完成下列填空:
(1)物块的加速度a=__________m/s2(保留3位有效数字)。?
(2)因为_________________________,可知斜面是粗糙的。?
【解析】(1)根据逐差法求出加速度
a==4.30 m/s2。
(2)根据牛顿第二定律,物块沿光滑斜面下滑的加速度a′=gsinθ=g=5.88 m/s2,由于a答案:(1)4.30　(2)物块加速度小于g=5.88 m/s2(或:物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)
2.(2019·济南模拟)某同学用打点计时器(打点周期为0.02 s)研究物块做直线运动的规律,得到一条纸带,他在纸带上按打点的先后顺序取O、A、B、C…F等若干个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点),相邻计数点的时间间隔用t表示,各计数点间的距离如图所示。则:
(1)时间间隔t为__________(填“A”或“B”)。?
A.0.02 s　　　　　　　B.0.1 s
(2)OF段表示物块做__________　运动(填“A”或“B”)。?
A.加速　　　 B.减速
(3)在纸带上打出B点时,物块的速度可表示为_____　(填“A”或“B”)。?
A.　　　　 B.
【解析】(1)相邻两计数点的时间间隔t=5T0=0.1 s。
(2)从O到F,相邻两计数点间的距离越来越大,说明物块的速度越来越大,所以物块做加速运动。
(3)A、C间的平均速度可看作B点的瞬时速度,所以vB=。
答案:(1)B　(2)A　(3)B
3.(2019·全国卷Ⅰ)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是_______________点,在打出C点时物块的速度大小为__________　m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为__________　m/s2(保留2位有效数字)。?
【解析】物块沿倾斜的长木板加速下滑,相等时间内的间距越来越大,所以在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是A点。根据纸带可知xAB=12.0 mm、xBC=19.5 mm、xCD=27.0 mm、xDE=34.5 mm,则
vC===232.5 mm/s=0.233 m/s。
Δx=xDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5 mm,则
a===750 mm/s2=0.75 m/s2。
答案:A　0.233　0.75
4.(2019·全国卷Ⅲ)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是_____　 。(填正确答案标号)?
A.米尺　　　B.秒表　　　C.光电门　　　D.天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答:　______________________________________________________。?
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,则该地的重力加速度大小为g=__________ m/s2。(保留2位有效数字)?
【解析】(1)此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离,故选A。
(2)米尺在本实验中的使用方法为:将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺,这样便于测量连续几张照片上小球位置之间的距离。
(3)利用逐差法Δx=aT2求加速度a。则g=a===
9.7 m/s2。
答案:(1)A　(2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺　(3)9.7
5.(2020·太原模拟)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每打5次点记为一个计数点,电火花打点计时器接220 V、50 Hz电源。
(1)设电火花打点计时器打计时点的周期为T,则计算计数点F的瞬时速度vF的公式为vF=__________　;?
(2)他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如表所示。以A点对应的时刻为t=0,试在图2所示坐标系中合理地选择标度,作出v -t图象,并利用该图象求出物体的加速度a=__________　m/s2(结果保留两位有效数字);?
对应点
B
C
D
E
F
速度/m·s-1
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成240 V,打计时点的周期不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值将__________　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。?
【解析】(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知:vF=
(2)用描点法作出v -t图象如图所示:
由图线的斜率求出加速度:
a== m/s2=0.40 m/s2
(3)电网中交变电流的电压变化,并不改变电火花计时器的周期,故测量值不变。
答案:(1)　(2)见解析图　0.40　(3)不变