第四講 實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（解析版）

第四講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知識(shí)梳理一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交變電源的頻率f＝50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)．2.結(jié)構(gòu)(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6V交變電源(2)電火花計(jì)時(shí)器：220V交變電源二、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交變電源．2.實(shí)驗(yàn)過程(1)按照實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，接好電源；(2)把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過滑輪，下端掛合適的槽碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面；(3)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開小車；(4)小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶；(5)更換紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量、分析．3.數(shù)據(jù)處理(1)求物體的速度與加速度①利用平均速度求瞬時(shí)速度：vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T).②利用逐差法求解平均加速度a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)?a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝.③利用速度—時(shí)間圖像求加速度a.作出速度—時(shí)間圖像，通過圖像的斜率求解物體的加速度；b.剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度．(2)依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)①x1、x2、x3…xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．②Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….③若Δx等于恒量(aT2)，則說明小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．④Δx＝aT2，只要小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等．4．注意事項(xiàng)(1)平行：紙帶、細(xì)繩要與長(zhǎng)木板平行．(2)兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源，后取下紙帶．(3)防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止槽碼落地及小車與滑輪相撞．(4)減小誤差：小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．(5)小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放．5.誤差分析(1)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力不均勻，打點(diǎn)不穩(wěn)定引起誤差．(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量有偶然誤差．(3)作圖有誤差．知識(shí)訓(xùn)練考點(diǎn)一、教材原型實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)應(yīng)注意的四點(diǎn)(1)時(shí)間間隔:“相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)”或“每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的含義:相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s(50Hz交流電源)。(2)單位換算:本實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度測(cè)量數(shù)據(jù)一般是“厘米”,要換算成“米”。(3)有效數(shù)字:按有效數(shù)字的要求取計(jì)算結(jié)果。(4)準(zhǔn)確作圖:在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取合適的單位,仔細(xì)描點(diǎn)連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線,讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)例1、(2019·全國(guó)卷Ⅰ·22)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究．物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出．在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是_____點(diǎn)．在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為_____m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．【答案】A0.2330.75【解析】根據(jù)題述，物塊加速下滑，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是A點(diǎn)．根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可讀出，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為1.20cm，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為3.15cm，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為5.85cm，E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為9.30cm，AB＝1.20cm，BC＝1.95cm，CD＝2.70cm，DE＝3.45cm.兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T＝5×eq\f(1,50)s＝0.10s，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得，打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為vC＝eq\f(BC＋CD,2T)≈0.233m/s.由逐差法可得a＝，解得a＝0.75m/s2.例2、(2021·山東濱州檢測(cè))如圖所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率f=50Hz，其中s1=7.05cm，s2=7.68cm，s3=8.33cm，s4=8.95cm，s5=9.61cm，s6=10.26cm。(1)下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度,請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)位置BCDEF速度/(m·s-1)0.7370.8010.994(2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間圖線。(3)根據(jù)畫出的速度—時(shí)間圖線計(jì)算出小車的加速度a=m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)如果當(dāng)時(shí)電源中交變電流的頻率是f=49Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,由此引起的誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏(選填“大”或“小”)。

【答案】(1)0.8640.928(2)圖見解析(3)0.64(4)大【解析】(1)vD==m/s=0.864m/svE==m/s=0.928m/s。(2)描點(diǎn)畫圖如圖所示。(3)a=≈0.64m/s2。(4)實(shí)際頻率變小，則打點(diǎn)周期變大，若仍按T=0.02s算，則導(dǎo)致測(cè)量值比實(shí)際值偏大。課堂隨練訓(xùn)練1、(2022·海南省一模)某實(shí)驗(yàn)小組研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出。(1)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝________s。(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v3＝__________。(3)為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a＝__________。(4)若計(jì)時(shí)器實(shí)際工作頻率大于50Hz，則根據(jù)表達(dá)式和題中數(shù)據(jù)計(jì)算出v3的結(jié)果比實(shí)際值________(選填“相等”“偏大”或“偏小”)?！敬鸢浮?1)0.1(2)eq\f(x3－x1,2T)(3)eq\f(x4－2x2,4T2)(4)偏小【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，故紙帶上相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50)s＝0.02s相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5t＝0.10s。(2)在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則v3＝eq\f(x3－x1,2T)。(3)根據(jù)逐差法可得a＝eq\f(x35－x13,4T2)＝eq\f(x4－2x2,4T2)。(4)若計(jì)時(shí)器工作頻率大于50Hz，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T減小，根據(jù)v3＝eq\f(x3－x1,2T)，可知實(shí)際值偏大，所以按照題中給定的數(shù)據(jù)計(jì)算出v3的結(jié)果比實(shí)際值偏小。訓(xùn)練2、用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次．b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t＝0)，然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中A、B、C、D、E、F……所示．c．通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖丙所示．結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________和________(填選項(xiàng)前的字母)．A．電壓合適的50Hz交變電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝碼)(2)在圖中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v－t圖像．(3)觀察v－t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是________________．v－t圖像斜率的物理意義是__________________．(4)描繪v－t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．用平均速度eq\f(Δx,Δt)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)Δt的要求是________(選填“越小越好”或“與大小無(wú)關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx大小與速度測(cè)量的誤差________(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)．【答案】(1)AC(2)如圖所示(3)小車的速度隨時(shí)間均勻變化加速度(4)越小越好有關(guān)【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交變電源，故選A，不選B；相鄰打點(diǎn)間的時(shí)間是已知的，故不選D；計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離需要用刻度尺測(cè)量，故選C；由于不需要知道小車和重物的質(zhì)量，故不需要天平(含砝碼)，故不選E.(2)連線時(shí)要讓盡量多的點(diǎn)在一條直線上，其他點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)．(3)可以依據(jù)v－t圖像是傾斜的直線(斜率一定)，即小車的速度隨時(shí)間均勻變化，判斷出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；v－t圖像的斜率表示加速度．(4)嚴(yán)格地講，eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt內(nèi)的平均速度，只有當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)才表示瞬時(shí)速度，因此若用eq\f(Δx,Δt)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，對(duì)Δt的要求是越小越好；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx越小，用eq\f(Δx,Δt)計(jì)算得到的平均速度越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但Δx過小，測(cè)量誤差增大，因此選取的Δx大小與速度測(cè)量的誤差有關(guān)．考點(diǎn)二、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)裝置圖創(chuàng)新解讀實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新1.滑塊在斜面上靠重力沿斜面向下的分力與摩擦力的合力獲得加速度2．擋光片經(jīng)過光電門的平均速度作為滑塊速度3．平均速度的大小與擋光片的長(zhǎng)度有關(guān)1.物塊在斜面上靠重力沿斜面向下的分力與摩擦力的合力獲得加速度2．由紙帶確定物塊的加速度3．結(jié)合牛頓第二定律求動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1.用滴水針頭替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶2．小車在水平桌面上因摩擦做勻減速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程的創(chuàng)新1.鐵球靠重力產(chǎn)生加速度2．鐵球由A到B的時(shí)間可由數(shù)字毫秒表讀出3．鐵球的加速度由eq\f(x,t)－t圖線分析得出例1、(2020·海南卷·14(2))某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置測(cè)量重力加速度．實(shí)驗(yàn)器材：有機(jī)玻璃條(白色是透光部分，黑色是寬度均為d＝1.00cm的擋光片)，鐵架臺(tái)，數(shù)字計(jì)時(shí)器(含光電門)，刻度尺．主要實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)將光電門安裝在鐵架臺(tái)上，下方放置承接玻璃條下落的緩沖物；(2)用刻度尺測(cè)量?jī)蓳豕馄g的距離，刻度尺的示數(shù)如圖(b)所示，讀出兩擋光片間的距離L＝________cm；(3)手提玻璃條上端使它靜止在________方向上，讓光電門的光束從玻璃條下端的透光部分通過；(4)讓玻璃條自由下落，測(cè)得兩次擋光的時(shí)間分別為t1＝10.003ms和t2＝5.000ms；(5)根據(jù)以上測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g＝________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．【答案】(2)15.40(3)豎直(5)9.74【解析】(2)兩擋光片間的距離L＝15.40cm－0cm＝15.40cm(3)手提玻璃條上端使它靜止在豎直方向上，讓光電門的光束從玻璃條下端的透光部分通過．(5)玻璃條下部擋光條通過光電門時(shí)玻璃條的速度為v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(1.00×10－2,10.003×10－3)m/s≈1m/s玻璃條上部擋光條通過光電門時(shí)玻璃條的速度為v2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(1.00×10－2,5.000×10－3)m/s＝2m/s根據(jù)速度位移公式有v22－v12＝2gL代入數(shù)據(jù)解得加速度g＝eq\f(v22－v12,2L)≈9.74m/s2.例2、(2017·全國(guó)卷Ⅱ·22)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系．使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近，將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt；③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度[如圖(b)所示]，eq\x\to(v)表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出eq\x\to(v)；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②、③；⑤多次重復(fù)步驟④；⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出eq\x\to(v)－Δt圖，如圖(c)所示．完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則eq\x\to(v)與vA、a和Δt的關(guān)系式為eq\x\to(v)＝________.(2)由圖(c)可求得vA＝______cm/s，a＝______cm/s2.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】(1)vA＋eq\f(1,2)aΔt(2)52.116.6(16.4～16.8均可)【解析】(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為v，則由速度時(shí)間關(guān)系可知：v＝vA＋aΔt，且eq\x\to(v)＝eq\f(vA＋v,2)聯(lián)立解得：eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(1,2)aΔt；(2)由題圖(c)可讀出vA≈52.1cm/s，圖線的斜率k＝eq\f(1,2)a＝eq\f(53.6－52.4,180－35×10－3)cm/s2≈8.28cm/s2，即a≈16.6cm/s2.課堂隨練訓(xùn)練1、(2022·遼寧選擇考模擬)某興趣小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量重力加速度。鐵架臺(tái)豎直放置，上端固定電磁鐵M，A、B為位置可調(diào)節(jié)的光電門，均與數(shù)字計(jì)時(shí)器N相連。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①接通M的開關(guān)，吸住小球；②將A固定在小球下方某一位置，調(diào)節(jié)B的位置并固定，測(cè)出A和B之間的距離h1；③斷開M的開關(guān)，小球自由下落，記錄小球從A到B的時(shí)間，重復(fù)測(cè)量3次對(duì)應(yīng)于h1的時(shí)間，得到平均值為t1；④保持A位置不變而改變B的位置并固定，測(cè)出A和B之間的距離h2，重復(fù)測(cè)量3次對(duì)應(yīng)于h2的時(shí)間，得到平均值為t2?；卮鹣铝袉栴}：(1)本實(shí)驗(yàn)所用器材有：鐵架臺(tái)、電源、電磁鐵、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器、小球和________(填入正確選項(xiàng)前的字母)。A．天平 B．刻度尺C．游標(biāo)卡尺(2)重力加速度大小可表示為g＝________________(用h1、t1、h2、t2表示)。(3)另一組同學(xué)也利用該裝置測(cè)量重力加速度，如果實(shí)驗(yàn)過程中保持B的位置不變而改變A的位置，那么該組同學(xué)________(選填“能”或“不能”)正確測(cè)得重力加速度。【答案】(1)B(2)(3)能【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量A和B之間的距離，所以需要用刻度尺，故選B。(2)設(shè)小球經(jīng)過A時(shí)的速度為v0，從A運(yùn)動(dòng)到B，有h1＝v0t1＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，h2＝v0t2＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)解得g＝。(3)對(duì)逆過程分析，看作小球以相同的速度從B點(diǎn)豎直上拋，同理亦可以測(cè)得。同步訓(xùn)練1、用電火花計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)打出了如圖所示的一條紙帶．(1)電火花計(jì)時(shí)器使用的是________V的________(填“直流”或“交變”)電源；計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次得到了O、A、B、C、D幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．(2)小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則紙帶的________(填“左”或“右”)端與小車相連；(3)用刻度尺量得OA＝1.20cm，OB＝2.80cm，OC＝5.80cm，OD＝7.20cm，打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為________m/s，紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為________m/s2；(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變大，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值比實(shí)際值________(填“偏大”或“偏小”)；(5)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說法正確的是________．A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的直流電源B．在測(cè)量物體速度時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后讓物體運(yùn)動(dòng)C．使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小D．電源的電壓越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小【答案】(1)220交變(2)左(3)0.230.40(4)偏小(5)BC【解析】(1)電火花計(jì)時(shí)器使用220V的交變電源；(2)小車從靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距變大，可知，小車與紙帶的左端相連；(3)打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vB＝eq\f(OC－OA,2T)＝eq\f(5.80－1.20,2×0.1)×10－2m/s＝0.23m/s由逐差法得加速度大小為a＝eq\f(BD－OB,4T2)＝eq\f(7.20－2.80－2.80,4×0.12)×10－2m/s2＝0.40m/s2(4)如果在實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率變大，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式Δx＝aT2得，測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏??；(5)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的交變電源，故A錯(cuò)誤；為了充分利用紙帶，在測(cè)量物體速度時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后讓物體運(yùn)動(dòng)，故B正確；由T＝eq\f(1,f)可知，使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小，故C正確；打點(diǎn)的時(shí)間間隔與電壓無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．2、(2022·浙江省高三模擬)某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上選取便于測(cè)量的部分，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．(1)實(shí)驗(yàn)中除了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外，下列還需要用到的測(cè)量器材是________．A．游標(biāo)卡尺 B．秒表C．毫米刻度尺 D．托盤天平(2)通過分析紙帶上的數(shù)據(jù)，可判斷物塊開始減速的時(shí)刻位于________．A．計(jì)數(shù)點(diǎn)5和6之間某時(shí)刻B．計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻C．計(jì)數(shù)點(diǎn)7和8之間某時(shí)刻(3)若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz，計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(均保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)C(2)B(3)1.001.20【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)需要根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算物塊的速度，故需要用到刻度尺測(cè)量點(diǎn)距，C正確．(2)從題圖乙可以看出，物塊從計(jì)數(shù)點(diǎn)1開始加速，相鄰相等的時(shí)間間隔的位移差大約為2cm，而第6個(gè)到第7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離與第5個(gè)到第6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離相比增加了1.27cm，故開始減速的時(shí)刻位于計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻，B正確．(3)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.1s，則計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度v5＝eq\f(x46,2T)＝eq\f(9.00＋11.01×10－2,2×0.1)m/s≈1.00m/s由逐差法可得勻加速階段的加速度大小為a＝eq\f(x46－x24,4T2)＝eq\f(9.00＋11.01－5.01－7.01×10－2,4×0.12)m/s2≈2.00m/s2因而v6＝v5＋aT＝1.20m/s.3、(2020·高考江蘇卷，T11)疫情期間“停課不停學(xué)”，小明同學(xué)在家自主開展實(shí)驗(yàn)探究。用手機(jī)拍攝物體自由下落的視頻，得到分幀圖片，利用圖片中小球的位置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，?shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球，其中最適合用作實(shí)驗(yàn)中下落物體的是________。(2)下列主要操作步驟的正確順序是____________(填寫各步驟前的序號(hào))。①把刻度尺豎直固定在墻上②捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放③手機(jī)固定在三腳架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置④打開手機(jī)攝像功能，開始攝像(3)停止攝像，從視頻中截取三幀圖片，圖片中的小球和刻度如圖2所示。已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時(shí)間間隔為eq\f(1,6)s，刻度尺的分度值是1mm，由此測(cè)得重力加速度為________m/s2。【答案】(1)小鋼球(2)①③④②(3)9.6(9.5～9.7都算對(duì))【解析】(1)為了物體的運(yùn)動(dòng)盡可能地接近自由落體運(yùn)動(dòng)，應(yīng)盡量減少空氣阻力的影響，所以選取小球時(shí)應(yīng)選擇體積小、密度大的球，故選小鋼球。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，可以得出先固定刻度尺，然后固定手機(jī)調(diào)好手機(jī)鏡頭位置，打開手機(jī)攝像功能進(jìn)行攝像，最后捏住小球，使小球由靜止下落，即步驟為①③④②。(3)題圖2左側(cè)圖片中小球上邊緣的讀數(shù)為2.00cm，中間圖片中小球上邊緣的讀數(shù)為26.