专题强化4 实验：研究匀变速直线运动的规律（解析版）-【新征程】2022-2023学年高一物理同步综合讲练备课（人教版2019必修第一册）

3.0 envi 2024-12-31 4 4 2.04MB 15 页 3知币
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专题强化
4 实验：研究匀变速直线运动的规律
解题要点梳理：
1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法:
Δx＝x2-x1 ＝x3-x2 ＝x4-x3＝…＝xn－xn－1
2.测定匀变速直线运动加速度的方法
(1)图像法
① 先根据“平均速度”法求出各计数点的速度 vn＝ .
② 作 v－t 图像，求出图像的斜率即物体的加速度
(2)利用位移差公式
①xn＋1－xn＝aT2,得 a＝ ，其中 T 为两计数点之间的时间间隔.
② 逐差法:
若纸袋上选出多个计数点，可用逐差法求加速度。
xn＋1－xn
T2
基础巩固
1.（2022·云南·峨山彝族自治县第一中学高一期中）如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，
从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔 4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距
离的测量结果。所接电源是频率为 50 Hz 的交变电源。
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内。（单位：cm）
x2－x1x3－x2x4－x3x5－x4x6－x5
1.58 1.57 ______ _______ _______
由此可以得出结论：小车的运动是________。
(2)两个相邻计数点间的时间间隔 Δt＝________ s。
(3)小车的加速度的计算式 a＝________，加速度 a＝________ m/s2（结果保留三位有效数字）。
(4)计算打计数点 B时小车的速度 vB＝________m/s（结果保留三位有效数字）。
【答案】»»»» 1.57 1.58 1.58 匀变速直线运动»»»» 0.1
(
x4+x5+x6
)
−
(
x1+x2+x3
)
9Δt2
1.57 0.517
【详解】（1）第四段
x4
和第三段
x3
之差
x4− x3=1.57 cm
。第五段段
和第四段
x4
之差
x5− x4=1.58 cm
。
第六段
x6
和第五段
x5
之差
x6− x5=1.58 cm
，第二段
x2
和第一段
x1
之差
x2− x1=1.58cm
，第三段
和第
二段
x2
之差
x3− x2=1.57 cm
，数据分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此
可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动。（2）该打点计时器所接的电源是频率为 50 Hz 的交变
电源，相邻两个点之间的时间间隔为 0.02s，纸带上每隔 4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的
时间间隔
Δt =5×0.02 s=0.1s
。(3) 根据
Δx=a T 2
，运用逐差法得
a=
(
x4+x5+x6
)
−
(
x1+x2+x3
)
9Δt2
。带入
数据
a=
(
7.57+9.10+10.71 −2.80 −4.40−5.95
)
×10−2
9×0.01
m/s2≈1.57 m/s2
，（4）由于小车做匀变速直线
运动，因此，打计数点 B时小车的速度等于 AC 段的平均速度
vB=x2+x3
2Δt ≈0.517 m/s
。
2.（2021·山东·济南市历城第一中学高一阶段练习）某小组利用打点计时器对物体沿倾斜的长木板加速
下滑时的运动进行探究。
（1）实验中，给出以下器材：打点计时器与纸带（包括低压交流电源、导线）、复写纸、秒表、小
车、钩码、细绳、一端带有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是______，还需要增加的测量器材是
______；
（2）小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为
50 Hz
，
纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4个打出的点未画出。在
A
、
B
、
C
、
D
、
E
五个点中，打点计时
器最先打出的是______点。在打出
C
点时物块的速度大小为______
m/s
（保留 3位有效数字）；物块下
滑的加速度大小为______
m/s2
（保留 2位有效数字）。
【答案】»»»» 秒表»»»» 刻度尺»»»» A 0.233 0.75
【详解】（1）打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表。为了得到小车的运动规律，还
需要刻度尺来测量计数点之间的距离，用来计算速度和加速度，所以需要刻度尺。（2）每两个相邻
点之间有 4个打出的点未画出，故相邻点之间的时间间隔
t=0.1 s
。物块做匀加速直线运动，相同时间
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