1、 1 / 18 实验实验 研究匀变速直线运动针对训练研究匀变速直线运动针对训练 1在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的 字母填在横线上：_。 A把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 B把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路 C再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车 D把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面 E把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器 就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次 F从三条纸带中选择一条比
2、较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个 起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位。在选好的起始点下面记作 0，往后第五个点作为计数点 1， 依次标出计数点 2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离 G根据公式 a1 2 14 3T xx ，a2 2 25 3T xx ，a3 2 36 3T xx ，求出 a 【答案】见解析 【解析】ABCDFG 在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接 反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差。其中 E 项中的电源应采用交流电源，而不是 直流电源。 2某同学用如图甲所示的实验装置研究匀
3、变速直线运动。 实验步骤如下： A安装好实验器材； B让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的 纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中 a、b、c、d 等点； C测出 x1、x2、x3、。结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题： （1）实验中，除打点计时器（含纸带）、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线 及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有_。（填选项代号） A电压合适的 50 Hz 交流电源 B电压可调的直流电源 C秒表 D刻度尺 E天平 F重 锤 G弹簧测力计 H滑动变阻器 （2） 如果小车做匀加速直线运
4、动，所得纸带如图乙所示，则 x1、x2、x3的关系_，已知打点计时 器打点的时间间隔是 T，则打 c 点时小车的速度大小是_。 2 / 18 【答案】（1）AD （2）x3x2x2x1（或 2x2x1x3） x2x3 10T 【解析】（2）因小车做匀加速直线运动，所以 x3x2x2x1，即 2x2x1x3。 c 点是 bd 段的时间中点，则 c 点的瞬时速度等于该段的平均速度，vcx2x3 10T 。 3如图是“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。 （1）OD 间的距离为_ cm。 （2）如图乙是根据实验数据绘出的
5、 xt2图线（x 为各计数点至 O 点的距离），斜率表示_，其大小 为_ _ m/s2（保留三位有效数字）。 【答案】（1）1.20 cm（2）a 2 0.467 【解析】（1）由题图可知 OD 距离 x2.20 cm1.00 cm1.20 cm。 （2）由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移 xv0t1 2at 2，由于 xt2图线 是一条过原点的倾斜直线，因此v00，则xa 2t 2，这样，我们就可以知道xt2图线的斜率为a 2，通过图线可 求得斜率为 0.467。 4某同学利用图甲所示的实验装置探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运 动，重物落地后，
6、物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每 5 个点取 1 个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。 （1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点_和_之间某时刻开始减速。 （2） 计数点 5 对应的速度大小为_m/s，计数点 6 对应的速度大小为_m/s （保留三位有效 数字） （3）物块减速运动过程中加速度的大小为 a_m/s2，若用a g来计算物块与桌面间的动摩擦因数 （g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值_（填“偏大”或“偏小”）。 3 / 18 【答案】（1）6 和 7（或 7 和 6）（2）1.00
7、 m/s 1.20 m/s （3）2.00 m/s2 偏大 【解析】（1）根据匀加速直线运动的推论，相邻相等时间内位移之差是常数 xaT2，可知开始位移 之差为 2 cm，所以 6 和 7 之间某时刻开始减速。（或 7 和 6） （2）计数点 5 对应的速度大小为 v5 2 0.2 m/s1.00 m/s，同理求得计数点 4 对应的 速度大小为 v40.800 m/s，计数点 6 对应的速度大小为 v62v5v41.20 m/s。 （3） 物块减速运动过程中加速度的大小为 ax78x89x910x1011 4T2 0.106 00.086 10.066 00.046 0 4 0.12 m/s2
8、2.00 m/s2，由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力，则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大。 5某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程 如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节 滴水计时器的滴水速度，使其每 0.2 s 滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把 小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车， 于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到 的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之
9、间的距离是 x011.40 cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm。试问： （1）滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似。 （2）由纸带数据计算可得计数点 4 所代表时刻的瞬时速度 v4_ m/s，小车的加速度 a _ m/s2。（结果均保留二位有效数字） 【答案】（1）打点计时器（2）0.20 m/s 0.19 m/s2 【解析】（1）滴水计时器是每隔相同的时间滴一滴水滴，在白纸上留下点迹，记录时间和位移；课本 上介绍的打点计时器是每隔相同的时间打下一个点，在纸带上留下点迹，记录时间和位移，因此滴水计时 器的原理与
10、课本上介绍的打点计时器的原理类似。 4 / 18 （2）可把小车的运动看做是匀变速直线运动，则 v4v35x34x45 2T 2 . 02 10)41. 465. 3( 2 m/s0.20 m/s； 求加速度利用逐差法，有（x56x45x34）（x23x12x01）9aT2，即（5.154.413.65） 10 2m （2.912.151.40） 10 2 m9a （0.2 s）2，解得 a0.19 m/s2。 6某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为 m50g 的重锤下落时的加速度 值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示。 （1）以下是该
11、同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：实验操作： _，释放纸带，让重锤自由落下_。 取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为 s12.60 cm，s2 4.14 cm，s35.69 cm，s47.22 cm，s58.75 cm，s610.29 cm，已知打点计时器的打点间隔 T0.02s， 则重锤运动的加速度计算表达式为 a_，代入数据，可得加速度 a_ m/s2（计算结果保留 三位有效数字）。 （2）该同学从实验结果发现，重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，为了有效地缩小这个实验 测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法
12、：_。 【答案】（1）见解析 2 321654 )2(9 )()( T ssssss 9.60 m/s2（2）频闪照相法 【解析】（1）实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源。 由逐差法求解重锤下落加速度：a 2 321654 )2(9 )()( T ssssss 9.60 m/s2。 （2）重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，是因为重锤下落时所受空气阻力过大或者纸带与打 点计时器限位孔之间的摩擦阻力过大。为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差， 可以将重锤换成较大质量的重锤、换用电火花计时器或采用频闪照相法。 7用如图所示实验装置可以测量
13、重力加速度，经正确操作后得到一条纸带，在纸带上选择 0、1、2、 3、4、5、6 七个测量点，相邻两测量点的时间间隔为 0.04s，测量出后面各测量点到 0 测量点的距离 d，记 入下表中，对这些数据进行处理后便可测得重力加速度值。 5 / 18 （1）甲同学的处理方法是：计算出 1、5 两点对应的速度 v1、v5，然后由 gv5v1 t 算得 g 值，则其中 v5_m/s（结果保留三位有效数字）。 （2）乙同学的处理方法是：计算出d t的值（已记入表中），作出 d tt 图像，由图像算得 g 值。请你按以 下要求完成乙同学的处理过程。 测量点 0 1 2 3 4 5 6 d/cm 0 1.2
14、0 4.16 8.60 14.50 21.90 30.85 时间 t/s 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 d t/（m s 1） 0 0.30 0.52 0.72 0.91 1.10 1.29 在提供的坐标纸上作出规范的d tt 图像。 在图像上用符号“”标出你用于计算 g 值所选择的点。 根据图像求得 g_m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）实验测得的 g 值，你认为应选_（填“甲的值”或“乙的值”或“都可以”）。 【答案】（1）2.04 m/s（2）见解析 9.62 m/s2（3）乙的值 【解析】（1）v5 x46 2t 04. 02 10)50.14
15、85.30( 2 m/s2.04 m/s。 （2） 由图线可求得斜率为k 1.240.35 0.2250.0404.81，因为 2d t gt，即d t g 2t，故 g 24.81，g9.62 m/s 2。 （3）运用图像法处理数据，可以减小实验的偶然误差，使数据处理的准确性得到提高，故应选乙的 值。 8在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻 6 / 18 璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下： 在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调
16、节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固 定不动的水滴。 用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。 采集数据进行处理。 （1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是 _。 （2）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为 30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水 滴的距离如图所示，根据数据测得当地重力加速度 g_m/s2；第 8 个水滴此时的速度 v8_ m/s。（结 果都保留三位有效数字） （3）该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：_。 【答案】（1）频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率（2）2.27 m/s（3）存在空气阻力、水滴滴落的 频率变
17、化等 【解析】（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪 的闪光频率等于水滴滴落的频率。 （2） 由 xgT2和逐差法解得当地重力加速度 g9.72 m/s2，由中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平 均速度可得，第 8 个水滴的速度 v82.27 m/s。 （3）该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力、水滴滴落的频率变化等。 9某研究性学习小组用图装置来测定当地重力加速度，主要操作如下： 安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上； 7 / 18 打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度
18、 尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度 h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度 v； 保持光电门 1 的位置不变，改变光电门 2 的位置，重复的操作。测出多组（h，t），计算出对应的 平均速度 v； 画出 vt 图象。 请根据实验，回答如下问题：（1）设小铁球到达光电门 1 时的速度为 v0，当地的重力加速度为 g。则 小铁球通过两光电门间平均速度 v 的表达式为_。（用 v0、g 和 t 表示） （2）实验测得的数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 h（cm） 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 t（s） 0.069 0.119 0.15
19、9 0.195 0.226 0.255 v（m s 1） 1.45 1.68 1.89 2.05 2.21 2.36 请在图坐标纸上画出 vt 图象。 （3）根据 vt 图象，可以求得当地重力加速度 g_ m/s2，试管夹到光电门 1 的距离约为_ cm。（以上结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）vv01 2gt（2）见解析（3）9.7 m/s 2（9.5 9.9） 6.0（5.9 6.6） 【解析】（1）根据匀变速直线运动的规律：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得 v v01 2gt。 （2）描点画图，如图所示。 8 / 18 （3）根据 vv01 2gt 可知，vt 图象
20、的斜率表示 k g 2，解得 g9.7 m/s 2；图象与纵轴的截距为小球经 过光电门 1 时的速度 v0，约为 1.12 m/s，根据 v202gh，得：h=6.0cm。 10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纸带，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_。 【答案】AD
21、 BECADF 【解析】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，再释放纸带，A 错误；取下纸带前，应该先断 开电源，使计时器停止工作，D 错误。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，不能颠三倒四的，故合理顺序为 BECADF。 11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
22、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。重力加速度大 小 g9.80 m/s2。单位：cm 9 / 18 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。 【答案】（1）4.30 m/s2（2）见解析 【解析】 （1） 频闪照相中相邻影像点的时间间隔相等，利用逐差法求物块的加速度 ax3x4x1x2 4t2 4.30 m/s2。 （2）若物块沿光滑斜面下滑，对其受力分析，由
23、牛顿第二定律可得 agh s5.88 m/s 2，由物块加速度 a 小于物块沿光滑斜面下滑的加速度 a，可知斜面是粗糙的。 12（单选）在“研究匀变速直线运动”实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示。 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 通过计数点的速率/ （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 av t算出加速度 B根据实验数据画出 vt 图象，量出其倾角，由公式 atan 求出加速度 C根据实
24、验数据画出vt图象，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式av t算出加 速度 D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 【答案】C 【解析】方法 A 偶然误差较大，方法 D 实际上也仅由始、末两段位移决定，偶然误差也比较大。只有 方法 C 利用实验数据画出对应的 vt 图象，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象 中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法 B 是错 误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C 正确。 13某同学用打点计时器测量做匀加速直
25、线运动的物体的加速度，电源频率 f50 Hz。在纸带上打出 的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次 排列的 4 个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离：sA16.6 mm、sB126.5 mm、sD624.5 mm。 若无法再做实验，可由以上信息推知： （1）相邻 2 个计数点的时间间隔为_s。 10 / 18 （2）打 C 点时物体的速度大小为_m/s（保留两位有效数字）。 （3）物体的加速度大小为_（用 sA、sB、sC、sD和 f 表示）。 【答案】（1）0.1 s（2）2.5 m/s（3） 2 3 )(2)( T ss
26、ss ABBD 75 )23( 2 fsss ABD 。 【解析】（1）打点计时器打出的纸带每隔 4 个点选择 1 个计数点，则相邻 2 个计数点的时间间隔 T 0.02 5 s0.1 s。 （2）打 C 点时，物体的速度 vCvBD T ss BD 2 2.5 m/s。 （3）匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以 aT2均匀增大，有 BCABaT2，CDBCaT2AB2aT2。所以 BD2AB3aT2， 解得 a 2 3 )(2)( T ssss ABBD 75 )23( 2 fsss ABD 。 14如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用
27、此装置可 以测定重力加速度。 （1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 _（填字母代号）中的器材。 A直流电源、天平及砝码 B直流电源、毫米刻度尺 C交流电源、天平及砝码 D交流电源、毫米刻度尺 （2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重 力加速度，除作 vt 图象外，还可作_图象，其纵轴表示的是_，横轴表示 的是_。 【答案】（1）D（2）v 2 2h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 【解析】本题考查用打点计时器测重力加速度涉及器材的选取和用图象处理数据的方法。 （1）打点计时器需接交流电源
28、；重力加速度与物体的质量无关，所以不需要天平和砝码；计算速度需 要测相邻计数点的距离，需要刻度尺，选项 D 正确。 （2）由公式 v22gh，可绘出v 2 2h 图象，其斜率也等于重力加速度。 15某同学在“用打点计时器测加速度”实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况， 11 / 18 在纸带上按照打点时间先后顺序依次标出 0，1，2，3，4，5，6 共 7 个计数点，计数点间的距离如图所 示，每 2 个相邻的计数点间的时间间隔为 0.10 s，完成下面的问题。 （1）根据题中所给数据可以求出小车的加速度 a_m/s2；（结果保留三位有效数字） （2）关于本实验，下列说法正确的是
29、_。 A据题中数据还可以求出打点计时器打计数点 1 时纸带的速度 B释放小车时，小车应靠近打点计时器 C实验中换用低压直流电源时打点计时器仍然正常工作 D操作中应先释放小车，待小车运动稳定后，再接通电源，使打点计时器工作 【答案】（1）0.496 m/s2（2）AB 【解析】 （1）x11.40 cm，x23.30 cm1.40 cm1.90 cm，x35.68 cm3.30 cm2.38 cm，x48.56 cm5.68 cm2.88 cm，x511.95 cm8.56 cm3.39 cm，x615.82 cm11.95 cm3.87 cm，利用逐差法 求加速度，则 a x6x5x4x3x2
30、x1 9T2 0.496 m/s2。 （2） 打点计时器必须接交流电源，选项 C 错误；使用打点计时器时应先接通电源，后释放纸带，选项 D 错误。 16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从斜面上滑下时，与两个 光电门都相连的计时器可以测出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门的位置进行多次测量，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 s，记下相应的 t 值，所得数据如下 表所示。 完成下列填空和作图： （1） 若滑块所受摩擦力为一常量，滑块
31、加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 vt、测量值 s 和 t4个物理量之间所满足的关系式是_； s/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 s t（m/s 1） 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 12 / 18 （2）根据表中给出的数据，在如图图所示的坐标纸上画出s tt 图线； （3）由所画的s tt 图线，得出滑块加速度的大小 a_m/s 2。（保留两位有效数字） 【答案】（1）s t 1 2atvt（2）见解析（3）2.0（答案在 1
32、.82.2 范围内都可） 【解析】（1）s t 1 2atvt（或写成 s 1 2at 2v tt 也可） （2）s tt 图线如图所示。 （3）沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为 vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移 公式，有 svtt1 2at 2。由于要画s tt图象，所以可将上式变形，得 s t a 2tvt，可知图象的斜率 k a 2，a 2k 求出 a 值。 17为了“探究物体运动速度随时间的变化规律”，某同学采用了如图甲所示的实验装置 （1）完成该实验是否需要平衡小车与木板间的摩擦力 （选填“需要”或“不需要”）； （2）完成该实验是否需要满足砝码质量远小于小车质
33、量 （选填“需要”或“不需要”）； 13 / 18 （3）从图乙纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t 与速度 v 的数据如下表所示，其 中 F 点速度为 vF m/s； 时间 t/s 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 速度 v/（m s 1） 0.12 0.17 0.23 0.27 0.28 vF （4）请根据表中的实验数据在图丙中作出小车的 vt 图象。 【答案】（1）不需要 （2）不需要（3）0.29 m/s（4）见解析 【解析】（3）根据这段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有：vF2.803.00 0.2 10 2 m/s 0.29 m/s；
34、 （4）利用描点法可画出 vt 图象如图所示 18某小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器 A 和 B、钢制小球和网兜组成通过测量小球在 A、B 间不同位移时的平均速度，求重力加速度。 （1）实验时，应先 （选填“释放小球”或“接通光电计时器”）； （2） 实验中保持 A 不动，沿杆向下移动 B，测量 A、B 之间的距离 h 及钢球经过该距离所用时间 t，经 多次实验绘出h t与t关系图象如图乙所示由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g ， 14 / 18 重力加速度的大小为 m/s2； （3）若另一小组用同样的实验装置，保持 B 不动，沿杆
35、向上移动 A，则 （选填“能”或“不能”） 通过上述方法测得重力加速度的大小： （4）为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？ （提出一条即可） 【答案】（1）接通光电计时器（2）9.67 m/s2（9.609.80）（3）能（4）AB 间距离尽可能大、钢球体 积尽可能小等 【解析】（1）接通光电计时器。 （2）在题图乙的直线上取两个点（t1，h1 t1），（t2， h2 t2），则图象的斜率 k h2 t2 h1 t1 t2t1 ，而h1 t1正是钢球通过 h1时的平均速度，也是这段时间内时间中点的瞬时速度，设钢球由静止落到 A 时的时间为 t0，故h1 t1g（t0 t1 2） ， h
36、2 t2g （t0 t2 2） ，将其代入上式可得 k g 2，即 g2k；由题图乙可得，其斜率 k 3.01.55 0.40.1 m/s24.833 m/s2，则 g2k9.67 m/s2（9.609.80）； （3） 如果保持 B 不动，设钢球由静止到 B 的时间为 T0，则该时间也是可以在计算的过程中约去的，所 以这种方法也可以测得重力加速度。 （4）为了减小误差，可以 AB 间距离尽可能大、钢球体积尽可能小等。 19某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度 g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端 各悬挂一只质量为 M 的重锤。实验操作如下： 用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度
37、 H； 在重锤 1 上加上质量为 m 的小钩码； 左手将重锤2压在地面上，保持系统静止释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计 时，记录下落时间； 重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值 t。 请回答下列问题： （1）步骤可以减小对下落时间 t 测量的 （选填“偶然”或“系统”）误差。 （2）实验要求小钩码的质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了 。 A使 H 测得更准确 B使重锤 1 下落的时间长一些 C使系统的总质量近似等于 2M D使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 15 / 18 （3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么 做
38、 。 （4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m0.用实验中的测量量 和已知量表示 g，得 g 。 【答案】（1）偶然（2）B（3）见解析（4）22Mmm0H mt2 【解析】（1）对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差。 （2）设系统运动的加速度为 a，则根据牛顿第二定律得（Mm）gMg（2Mm）a 即 a mg 2Mm， 而 H1 2at 2，在 H 一定时，a 越小，则 t 越长，这时测量出时间 t 的误差相对越小。因此实验要求小钩码的 质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了使重锤 1 下落的时间长一些，选项 B 正确。 （3）由于摩擦
39、阻力的影响，会产生系统误差，可利用平衡摩擦阻力的方法，平衡摩擦力，其方法为在 重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量使轻拉重锤 1 时能观察到其匀速下落。 （4）根据牛顿第二定律得（Mm）gMg（2Mmm0）a 又有 H1 2at 2 联立解得 g22Mmm0H mt2 。 20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 30 s 内共滴下 46 个小水滴）
40、（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） 【答案】（1）从右向左（2）0.19 m/s 0.038 m/s2 【解析】（1）小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图（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的。 （2）已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为 T30 45 s 2 3 s， 16 / 18 所以A点
41、位置的速度为vA0.1170.133 2 2 3 m/s0.19 m/s。根据逐差法可求加速度ax5x4x2x1 6T2 ，解得 a0.038 m/s2，因此加速度的大小为 0.038 m/s2。 21某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的电磁打点计时器的打点周 期为 T，他的实验步骤如下： 按图甲安装好实验器材； 让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动，接通电源，重复几次； 选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始比较密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔 取一个计数点，如图乙中 0、1、2、6 点所示； 测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作 x1、x2、x3、
42、x6； 通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。 （1） 在甲图中，明显存在的问题是 ；电源应该接 （选填“直流”或“交 流”）电源；实验操作过程中明显的错误是 。 （2）若实验装置安装和操作过程完全正确，利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度，计算加速 度的表达式是 a ； （3）若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角 ，且已知当地的重力加速度为 g，则在以 下物理量中，还能计算出 （填字母序号）。 A小车的质量 B小车与平板斜面之间的动摩擦因数 C小车到达斜面底端时的动能 D小车滑下过程中损失的机械能 【答案】（1）小车离打点计时器太远；交流；（2）x4x5x6x1
43、x2x3 36T2 （3）B 【解析】（1）在题图甲中，明显存在的问题是小车离打点计时器太远；电源应该接 46 V 低压交流 电源，实验操作过程中明显的错误是实验步骤，应该是先接通电源后释放小车。 （2）根据匀变速直线运动的推论公式 xaT2可以求出加速度的大小，得：x4x13a1（2T）2 ，x5 x23a2（2T）2，x6x33a3（2T）2，为了更加准确的求解加速度，对三个加速度取平均值得：a1 3（a1 a2a3）x4x5x6x1x2x3 36T2 ； （3） 小车在斜面上受重力、支持力和摩擦力。根据牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma，即可求 出小车与平板斜面之间的动摩擦因数
44、，但不能计算小车的质量，故 B 正确，A 错误；不知道斜面的长度， 所以无法测出小车到达斜面底端时的速度，又小车的质量末知，故无法求出小车到达斜面底端时的动能， 17 / 18 故 C 错误；由于斜面的长度未知，小车的质量未知，无法求出下滑过程中损失的机械能，故 D 错误。 22在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了 A、B、C、D、E、F 共 6 个计数点 （每相邻两个计数点间还有 4 个打点计时器打下的点，图中没有画出） ， 如图8。打点计时器接的是“220 V、50 Hz”的交变电流。他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数 点 A 对
45、齐。下述第（2）、（3）、（4）小题结果均保留两位有效数字 （1）该打点计时器打点的时间间隔为 s； （2）由以上数据计算打点计时器在打 C 点时，物体的瞬时速度 vC是 m/s； （3）计算该物体的加速度 a 为 m/s2； （4）纸带上的 A 点所对应的物体的瞬时速度 vA m/s; （5） 如果当时电网中交变电流的频率是 f49 Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的误差将 使加速度的测量值比实际值偏 （填“大”或“小”）。 【答案】（1）0.02 s （2）0.16 m/s （3）0.43 m/s2（0.410.45） （4）0.074 m/s（0.0700.080）（5）大 【
46、解析】（1）f50 Hz，T1 f0.02 s （2） 每相邻两个计数点间还有 4 个打点计时器打下的点，即相邻两个计数点的时间间隔是 t0.1 s，根 据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：vCBD 2t 0.16 m/s； （3）根据公式 xat2，有 CEAC4at2，代入数据解得 a0.43 m/s2（0.410.45）； （4）由匀变速直线运动速度与时间关系式得：vAvCa（2t）0.074 m/s（0.0700.080）。 （5） 电网中交变电流的频率是 f49 Hz 时，相邻两个计数点的时间间隔 t变大了，但做实验的同学并 不知道，用了较小的 t，所以引起的误差将使加速度的测量值比实际值偏大。 23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，纸带的一部分如图甲所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T0.10 s。该同学将纸带从每个计数点 处截断，得到 6 条短纸带，再把 6 条短纸带的
