高考物理一轮复习 第一章 微专题6 实验 研究匀变速直线运动

实验 研究匀变速直线运动1考点及要求：(1)会正确使用电火花计时器或电磁打点计时器探究小车速度变化规律；(2)能利用图像进行数据处理，并求解加速度.2.方法与技巧：(1)平均速度法求速度；(2)逐差法求加速度；(3)图像法求加速度1(实验步骤)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有_A拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开小车，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电源C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔F换上新纸带重复实验三次若该同学将以上步骤完善以后，请你将操作步骤按合理顺序填写在横线上_2(用平均速度法求速度)有位同学利用DIS实验来测小车的加速度：他做了一个U形遮光板，遮光片宽度为5 mm，两遮光片间的透光部分距离为10 cm，如图1所示将此遮光板装在小车上，实验时测得两次遮光时间分别为t10.100 s，t20.050 s，则第一个遮光片通过光电门的平均速度大小为_m/s，小车的加速度大小约为_m/s2.图13(用图像法求加速度)如图2所示是“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表示图2(1)OD间的距离为_cm.(2)如图3是根据实验数据绘出的xt2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示_，其加速度大小为_m/s2(保留3位有效数字)图34(用逐差法求加速度)如图4所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔为T0.1 s，其中x17.05 cm，x27.68 cm，x38.33 cm，x48.95 cm，x59.61 cm，x610.26 cm，则打A点时小车的瞬时速度大小是_m/s，计算小车运动的加速度的表达式为a_，加速度大小是_m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)图45某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图5所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.图5(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1_，v2_.在计算瞬时速度时应用的物理方法是_(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)(2)滑块的加速度可以表示为a_(用题中所给物理量表示)(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是_和_机械能守恒的表达式为_(用题中所给物理量和测量的物理量表示).答案解析1ADBECADF解析其中错误的是：A.实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放小车D.应该先断开电源，使打点计时器停止工作，再取下纸带安排实验步骤要本着先安装器材，然后进行实验的思路进行，一般每完成一次实验，都要进行重复实验，实验步骤要符合逻辑，不能颠三倒四故顺序为BECADF.20.050.037 53(1)1.20(2)加速度的一半(或a)0.093 3解析(1)OD间距离为OD(22.010.0) mm12.0 mm1.20 cm.(2)由xat2得xt2图线的斜率表示a，即加速度的一半，a m/s2，解得a0.093 3 m/s2.40.860.64解析由匀变速直线运动平均速度的推论可知，打计数点A时小车的速度为vA102 m/s0.86 m/s；由匀变速直线运动相等时间位移差的推论可知，小车的加速度为a，代入数据可得a0.64 m/s2.5(1)极限法(2)()(3)滑块的质量M沙桶的质量mmgL(Mm)d2()解析(1)滑块通过两个光电门的速度等于滑块通过光电门这极短时间内的平均速度，故瞬时速度分别为和，时间取的越短，瞬时速度越接近平均速度，故采用了极限法(2)根据运动学公式2aLvv，代入可求得加速度a()(3)要验证机械能守恒定律就要看沙桶重力势能的减少量和系统动能的增加量是否相等，因此需要测量沙桶的质量和滑块的质量，机械能守恒定律的表达式为mgL(Mm)d2()