2024高考物理一輪復習實驗一研究勻變速直線運動題型突破練含解析

PAGE6-試驗一探討勻變速直線運動熱點一教材原型試驗【典例1】(2024·全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探討。物塊拖動紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用溝通電的頻率為50Hz,紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、D、E五個點中,打點計時器最先打出的是________點,在打出C點時物塊的速度大小為________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)。

【解析】物塊沿傾斜的長木板加速下滑,相等時間內的間距越來越大,所以在A、B、C、D、E五個點中,打點計時器最先打出的是A點。依據(jù)紙帶可知sAB=12.0mm、sBC=19.5mm、sCD=27.0mmvC=sBD2T=19=0.233m/s。Δs=sDE-sCD=sCD-sBC=sBC-sAB=7.a=ΔsT2=7.5mm(0.答案:A0.2330.75【解題通法】測定勻變速直線運動加速度的方法(1)圖象法。①先依據(jù)“平均速度”法求出各計數(shù)點的速度vn=sn②作v-t圖象,求出圖象的斜率即物體的加速度。(2)利用位移差公式。①sn+1-sn=aT2得a=sn+1-s②逐差法:若紙帶上選出多個計數(shù)點,可用逐差法求加速度a=(s熱點二創(chuàng)新型試驗光電門【典例2】(1)在DIS試驗中,通過測量遮光板的寬度以及用光電計時器測量遮光板通過光電門時遮光的時間,可以求得速度,該速度本質上是________(選填“平均速度”或“瞬時速度”)。若運動物體從同一位置起先運動,而遮光板的寬度不同,在表中的四個速度中,哪個更接近于物體通過光電門瞬間的速度?__________(選填“①”“②”“③”或“④”)。

①Δs=0Δt=0.043101sΔsΔt=0.464②Δs=0Δt=0.032640sΔsΔt=0.459③Δs=0Δt=0.021869sΔsΔt=0.457④Δs=0Δt=0.011160sΔsΔt=0.448(2)“用DIS測定加速度”的試驗中,通過位移傳感器獲得小車運動的v-t圖象如圖(a)所示。小車在AB區(qū)域內的運動可視為__________運動,此區(qū)域內小車的加速度a=__________m/s2。

(3)如圖(b)所示,為測量做勻加速直線運動小車的加速度,將寬度均為b的遮光板A、B固定在小車上,測得二者間距為d。當小車勻加速經(jīng)過光電門時,測得兩遮光板A、B先后經(jīng)過的時間Δt1和Δt2,則小車加速度a=__________。

【創(chuàng)新點分析】試驗器材由打點計時器變?yōu)楣怆婇T,與現(xiàn)代試驗室中的器材相配套。【解析】(1)通過測量遮光板的寬度以及用光電計時器測量遮光板通過光電門時遮光的時間這一方法求得運動物體的速度,該速度本質是平均速度。時間取得越短,平均速度越趨近于瞬時速度,可知第④個速度更接近物體通過光電門的瞬時速度。(2)由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線,因此小車在AB區(qū)域內做勻加速直線運動;圖象的斜率的肯定值等于小車的加速度大小,因此有a=ΔvΔt=1.0-0(3)A通過光電門時小車的速度v1=bΔB通過光電門時小車的速度v2=bΔt2,依據(jù)勻變速直線運動的速度與位移關系有v22解得小車的加速度為a=b22d[1答案:(1)平均速度④(2)勻加速直線1.6(3)b22d[1測定重力加速度【典例3】(2024·全國卷Ⅲ)甲、乙兩位同學設計了利用數(shù)碼相機的連拍功能測重力加速度的試驗。試驗中,甲同學負責釋放金屬小球,乙同學負責在小球自由下落的時候拍照。已知相機每間隔0.1s拍1幅照片。(1)若要從拍得的照片中獲得必要的信息,在此試驗中還必需運用的器材是________。(填正確答案標號)

A.米尺 B.秒表 C.光電門 D.天平(2)簡述你選擇的器材在本試驗中的運用方法。答:___________________________________________________。

(3)試驗中兩同學由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm,則該地的重力加速度大小為g=__________【創(chuàng)新點分析】試驗器材由打點計時器變?yōu)閿?shù)碼相機,與實際生活聯(lián)系緊密,更接地氣?！窘馕觥?1)此試驗用數(shù)碼相機替代打點計時器,故試驗原理是相同的,仍舊須要米尺來測量點與點之間的距離,故選A。(2)米尺在本試驗中的運用方法為:將米尺豎直放置,使小球下落時盡量靠近米尺,這樣便于測量連續(xù)幾張照片上小球位置之間的距離。(3)利用逐差法Δs=aT2求加速度a。則g=a=ΔsT2=(58.答案:(1)A(2)將米尺豎直放置,使小球下落時盡量靠近米尺(3)9.7st-t圖象【典例4】利用圖甲所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可移動。當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時,與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。變更光電門甲的位置進行多次測量,每次都使滑塊從同一點由靜止起先下滑,并用米尺測量甲、乙之間的距離s,登記相應的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。 s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4st/m·s1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作圖: (1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值s和t四個物理量之間所滿意的關系式是______________。

(2)依據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),在圖乙給出的坐標紙上畫出st-t(3)由所畫出的st-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=__________m/s2(保留2位有效數(shù)字)?！緞?chuàng)新點分析】試驗原理創(chuàng)新,不是作常見的v-t圖象,而是st-t【解析】(1)由運動學公式s=v0t+12at2=(vt-at)t+12at2=-12at2+vtt,變形為st=-12at+vt,從今式可知(2)依據(jù)題目供應的數(shù)據(jù)描點,然后用