1、【 精品教育资源文库 】 实验一 研究匀变速直线运动 对应演练 迁移运用 1 (2017 全国卷 )，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： 如图甲，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； 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 t； 用 s 表示挡光片沿运动方向的长度，如图乙所示， v 表 示滑块在挡光片遮住光线的 t 时间内的平均速度大小，求出 v ； 将另一挡光片换到滑块上，使
2、滑块上的挡光片前端与 中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤 ； 多次重复步骤 ； 利用实验中得到的数据作出 v t 图，如图丙所示 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 v 与 vA、 a 和 t 的关系式为 v _vA a2 t_. 丙 (2)由图丙可求得， vA _52.1_cm/s， a _16.3_cm/s2.(结果保留 3 位有效数字 ) 解析 挡光片通过光电门的平均速度 v 等于 t 时间段的中间时刻的速度， 【 精品教育资源文库 】 由 v v0 at 可知 v vA a t2 ， 即 v vA
3、12a t，由图象的截距可知 vA 52.12 cm/s52.1 cm/s ， 其斜率 k 12a，故物体的加速度 a 2k 16.3 cm/s2. 2某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动 实验中，必要的措施是 _AB_. A细线必须与长木板平行 B先接通电源再释放小车 C小车的质量远大于钩码的质量 D平衡小车与长木板间的摩擦力 他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示 (每相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出 ). s1 3.59 cm， s2 4.41 cm， s3 5.19 cm， s4 5.97 cm， s5 6
4、.78 cm， s6 7.64 cm.则小车的加速度 a _0.80_m/s2(要求充分利用测量的数据 )，打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB _0.40_m/s.(结果均保留两位有效数字 ) 解析 利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律，在实验中，必要的措施是：细线必须与长木板平行；先接通电源，再释放小车；不需要平衡摩擦力，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量因此正确选项是 A、 B 由 x aT2， T 0.10 s 和逐差法可得小车的加速度 a s4 s1 s5 s2 s6 s39T2 0.80 m/s2.利 用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速
5、度，可得打点计时器打出 B 点时小车的速度 vB s1 s22T 0.40 m/s. 3某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图甲所示，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电 【 精品教育资源文库 】 (1)下列实验操作中，不正确的有 _CD_. A将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面 C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落 D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 (2)该同学按 照正确的步骤进行实验 (记为 “ 实验 ”) ，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为 O 点，每隔一个计时点取一个
6、计数点，标为1,2， ? ， 8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到 O 点的距离，记录在纸带上，如图乙所示 计算相邻计时点间的平均速度 v ，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整 . 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 v (cm/s) 24.5 33.8 37.8 _39.0_ 39.5 39.8 39.8 39.8 (3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是_逐渐增大到 39.8_cm/s_；磁铁受到阻尼作用的变化情况是 _逐渐增大到等于重力 _. (4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作 (记为 “
7、 实验 ”) ，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问实验 是为了说明什么？对比实验 和实验 的结果可得到什么结论？ 解析 (1)实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用，故铜管需竖直地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落 过程中不与铜管摩擦与碰撞，选项 A 正确纸带穿过限位孔可以保证纸带的正确方位，置于复写纸下面可以保证打点清晰，选项 B 正确释放纸带前应手提纸带上端使纸带竖直，小磁铁静止，故选项 C 错误释放小磁铁前应先接通打点计时器的电源，待其工作稳定后方可放开纸带，选项 D 错误 【 精品教育资源文库 】 (2)由图乙可得 v 4 5.60 4.0420.
8、02 cm/s 39.0 cm/s. (3)由表中数据可以看出，磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小，最终保持39.8 cm/s 的速度不变，即磁铁运动中加 速度逐渐减小，最终为零，则由 mg Ff ma 知阻力逐渐增大直到等于重力 (4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用 4利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t.改变光电门甲的位置进行多次测量，
9、每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离为 x，记下相应的 t 值，所得数据如下表所示 x/m 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t/ms 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 xt/(ms1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： (1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v1、测量值 x 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是 _xt 12at v1(或 x 12at2v1t)_. (2)根据表中给出的数据，在
10、下图给出的坐标纸上画出 xt t 图线 【 精品教育资源文库 】 (3)由所画出的 xt t 图线，得出滑块加速度的大小为 a _2.0_ m/s2.(保留两位有效数字 ) 解析 (1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故中间时刻瞬时速度为 xt，有 v1 xt 12at，故 xt 12at v1(或将加速度为 a 的匀加速运动看成反方向的加速度为 a 的匀减速运动，则 x 12at2 v1t) (2)由表中所给数据描点连线，注意描点时应使尽量多的点在直线上或分居在直线两侧，其图线如答图所示 (3)由 xt 12at v1， 知 xt t 图线的斜率 k 12a， 又图线过 (0.20,1.81)、 (0.80,1.20)两点， k 1.20 1.810.80 0.20 1.0，故 a 2.0 m/s2. 答案 (2)xt t 图线如图所示
