（新課標(biāo)）河南省高考物理總復(fù)習(xí)講義 第1章 第2講 勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用.doc

第2講勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用知識一勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律1勻變速直線運(yùn)動(1)定義：沿著一條直線運(yùn)動，且加速度不變的運(yùn)動(2)分類勻加速直線運(yùn)動，a與v0同向勻減速直線運(yùn)動，a與v0反向2勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律(1)速度公式：vv0at.(2)位移公式：xv0tat2.(3)位移速度關(guān)系式：v2v2ax.3勻變速直線運(yùn)動的兩個重要推論(1)物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，還等于初、末時刻速度矢量和的一半，即：v.(2)任意兩個連續(xù)相等的時間間隔t內(nèi)的位移之差為一恒量，即：xx2x1x3x2xnxn1at2.4初速度為零的勻變速直線運(yùn)動的四個重要推論(1)1t末、2t末、3t末、瞬時速度的比：v1v2v3vn123n(2)1t內(nèi)、2t內(nèi)、3t內(nèi)位移的比：x1x2x3xn122232n2(3)第一個t內(nèi)、第二個t內(nèi)、第三個t內(nèi)位移的比：xxxxn135(2n1)(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移分別所用時間的比：t1t2t3tn1(1)()()如圖所示的是一個水平運(yùn)動球的頻閃照片要估計其運(yùn)動的加速度，你需要照片提供哪些信息？同時你還需要做哪些測量？提示照片要提供頻閃時間間隔或頻閃頻率，圖片與實(shí)物比例，還要測量相鄰小球間隔知識二自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動自由落體(1)速度公式：vgt(2)位移公式：hgt2(3)速度位移關(guān)系式：v22gh豎直上拋(4)速度公式：vv0gt(5)位移公式：hv0tgt2(6)速度位移關(guān)系式：v2v2gh(7)上升的最大高度：h(8)上升到最大高度的時間：t(1)物體從高處下落就是自由落體運(yùn)動()(2)豎直上拋運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動()(3)豎直上拋運(yùn)動上升至最高點(diǎn)的時間為.()1(多選)做勻減速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，它的加速度大小為a，初速度大小為v0，經(jīng)過時間t速度減小到零，則它在這段時間內(nèi)的位移大小可用下列哪些式子表示()av0tat2bv0tc. d.at2【解析】質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動，加速度為a，位移為v0tat2，a 、b錯；平均速度大小為，位移大小為t，c對；勻減速到零的直線運(yùn)動可借助反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動來計算，位移大小為at2，d對【答案】cd2一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡ab.該愛好者用直尺量出軌跡的長度，如圖121所示已知曝光時間為 s，則小石子的出發(fā)點(diǎn)離a點(diǎn)約為()圖121a6.5 m b10 mc20 m d45 m【解析】因曝光時間極短，故ab段可看做勻速直線運(yùn)動，小石子到達(dá)a點(diǎn)時的速度為va m/s20 m/s，h m20 m.【答案】c3蹦床運(yùn)動要求運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運(yùn)動為了測量運(yùn)動員躍起的高度，訓(xùn)練時可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計算機(jī)上作出壓力時間圖象，假如作出的圖象如圖122所示設(shè)運(yùn)動員在空中運(yùn)動時可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動員躍起的最大高度是(g取10 m/s2)()圖122a1.8 m b3.6 mc5.0 m d7.2 m【解析】從題目中的ft圖象中可以看出，運(yùn)動員脫離彈性網(wǎng)后騰空的時間為t12.0 s，則運(yùn)動員上升到最大高度所用的時間為t21.0 s，所以上升的最大高度hgt5.0 m，選項(xiàng)c正確【答案】c4(2011天津高考)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的位移x與時間t的關(guān)系為x5tt2(各物理量均采用國際單位制單位)，則該質(zhì)點(diǎn)()a第1 s內(nèi)的位移是5 mb前2 s內(nèi)的平均速度是6 m/sc任意相鄰的1 s內(nèi)位移差都是1 md任意1 s內(nèi)的速度增量都是2 m/s【解析】由勻變速直線運(yùn)動的位移公式xv0tat2，對比題給關(guān)系式可得v05 m/s，a2 m/s2.則第1 s內(nèi)的位移是6 m，a錯；前2 s內(nèi)的平均速度是 m/s7 m/s，b錯；xat22 m，c錯；任意1 s內(nèi)速度增量vat 2 m/s，d對【答案】d5(2013廣東高考)某航母跑道長200 m，飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6 m/s2，起飛需要的最低速度為50 m/s.那么，飛機(jī)在滑行前，需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為()a5 m/s b10 m/sc15 m/s d20 m/s【解析】飛機(jī)在滑行過程中，做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)速度與位移的關(guān)系v2v2ax解決問題由題知，v50 m/s，a6 m/s2，x200 m，根據(jù)v2v2ax得飛機(jī)獲得的最小速度v0 m/s10 m/s.故選項(xiàng)b正確【答案】b考點(diǎn)一 04勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用一、解題的基本思路二、對勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的兩點(diǎn)說明1正、負(fù)號的規(guī)定：直線運(yùn)動中可以用正、負(fù)號表示矢量的方向，一般情況下，我們規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?，與初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取負(fù)值，當(dāng)v00時，一般以a的方向?yàn)檎较?物體先做勻減速直線運(yùn)動，速度減為零后又反向做勻加速直線運(yùn)動，全程加速度不變，可以將全程看作勻減速直線運(yùn)動，應(yīng)用基本公式求解1個示范例 (2013四川高考)近來，我國多個城市開始重點(diǎn)治理“中國式過馬路”行為每年全國由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬起，死亡上千人只有科學(xué)設(shè)置交通管制，人人遵守交通規(guī)則，才能保證行人的生命安全如圖123所示，停車線ab與前方斑馬線邊界cd間的距離為23 m質(zhì)量8 t、車長7 m的卡車以54 km/h的速度向北勻速行駛，當(dāng)車前端剛駛過停車線ab，該車前方的機(jī)動車交通信號燈由綠燈變黃燈圖123(1)若此時前方c處人行橫道路邊等待的行人就搶先過馬路，卡車司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人，立即制動，卡車受到的阻力為3104 n求卡車的制動距離；(2)若人人遵守交通規(guī)則，該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界cd.為確保行人安全，d處人行橫道信號燈應(yīng)該在南北向機(jī)動車信號燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈？【審題指導(dǎo)】本題以生活中“過馬路”為背景考查運(yùn)動學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用，求解的關(guān)鍵在于：(1)中卡車到達(dá)前方c處人行橫道時，速度恰好減為零；(2)中要明確卡車不受影響的距離所對應(yīng)的時間為黃燈閃爍時間【解析】此題運(yùn)用動能定理解答較簡單，也可根據(jù)卡車剎車做勻減速直線運(yùn)動，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式解決問題已知卡車質(zhì)量m8 t8103 kg、初速度v054 km/h15 m/s.(1)從制動到停止，已知卡車所受阻力f3104 n，a設(shè)卡車的制動距離為s1，有0v2as1代入數(shù)據(jù)解得s130 m(2)已知車長l7 m，ab與cd的距離為s023 m設(shè)卡車駛過的距離為s2，d處人行橫道信號燈至少需要經(jīng)過時間t后變?yōu)榫G燈，有s2s0ls2v0t聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s.【答案】(1)30 m(2)2 s解勻變速直線運(yùn)動應(yīng)注意的問題(1)如果一個物體的運(yùn)動包含幾個階段，就要分段分析，各段交接處的速度往往是聯(lián)系各段的紐帶(2)描述勻變速直線運(yùn)動的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五個量，每一個基本公式中都涉及四個量，選擇公式時一定要注意分析已知量和待求量，根據(jù)所涉及的物理量選擇合適的公式求解，會使問題簡化(3)對于剎車類問題，當(dāng)車速度為零時，停止運(yùn)動，其加速度也突變?yōu)榱闱蠼獯祟悊栴}應(yīng)先判斷車停下所用時間，再選擇合適公式求解1個預(yù)測例一物體由靜止開始沿光滑斜面做勻加速直線運(yùn)動，從斜面頂端運(yùn)動6秒到達(dá)斜面底端，已知斜面長為18米，則(1)物體在第3秒內(nèi)的位移多大？(2)前3秒內(nèi)的位移多大？【解析】(1)第1 s，第2 s，第3 s第6 s內(nèi)的位移之比為1357911，因此第3秒內(nèi)的位移x18 m2.5 m，(2)將6 s的時間分成2個3 s，前3 s內(nèi)的位移x318 m4.5 m.【答案】(1)2.5 m(2)4.5 m考點(diǎn)二 05自由落體和豎直上拋運(yùn)動一、自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，因此一切勻加速直線運(yùn)動的公式均適用于自由落體運(yùn)動特別是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的比例關(guān)系式，在自由落體運(yùn)動中應(yīng)用更頻繁二、豎直上拋運(yùn)動1重要特性圖124(1)對稱性：如圖124所示，物體以初速度v0豎直上拋，a、b為途中的任意兩點(diǎn)，c為最高點(diǎn)，則：時間對稱性：物體上升過程中從ac所用時間tac和下降過程中從ca所用時間tca相等，同理有tabtba.速度對稱性：物體上升過程經(jīng)過a點(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過a點(diǎn)的速度大小相等(2)多解性：在豎直上拋運(yùn)動中，當(dāng)物體經(jīng)過拋出點(diǎn)上方某一位置時，可能處于上升階段，也可能處于下落階段，因此這類問題可能造成時間多解或者速度多解，也可能造成路程多解2處理方法(1)分段處理：上升階段做勻減速直線運(yùn)動；下降階段做自由落體運(yùn)動幾個特征物理量：上升高度h上升時間t，運(yùn)動時間t落地速度vv0.(2)全程處理初速度為v0(設(shè)為正方向)，加速度ag的勻變速直線運(yùn)動運(yùn)動規(guī)律：vv0gt，hv0tgt2，v2v2gh.1個示范例 (多選)在塔頂上將一物體豎直向上拋出，拋出點(diǎn)為a，物體上升的最大高度為20 m，不計空氣阻力，設(shè)塔足夠高，則物體位移大小為10 m時，物體通過的路程可能為()a10 mb20 mc30 m d50 m【解析】物體在塔頂上的a點(diǎn)拋出，位移大小為10 m的位置有兩處，如圖所示，一處在a點(diǎn)之上，另一處在a點(diǎn)之下，在a點(diǎn)之上時，通過位移為10 m處又有上升和下降兩種過程，上升通過時，物體的路程s1等于位移x1的大小，即s1x110 m；下降通過時，路程s22hx1220 m10 m30 m，在a點(diǎn)之下時，通過的路程s32hx2220 m10 m50 m故a、c、d正確【答案】acd1個預(yù)測例甲球從離地面h高處從靜止開始自由下落，同時使乙球從甲球的正下方地面處做豎直上拋運(yùn)動欲使乙球上升到處與甲球相撞，則乙球上拋的初速度應(yīng)為()a.b.c.d.【審題指導(dǎo)】(1)分析甲、乙各自運(yùn)動規(guī)律(2)充分利用相遇條件【解析】方法一解析法由豎直上拋運(yùn)動規(guī)律知v0tgt2，由自由落體運(yùn)動規(guī)律知hgt2，聯(lián)立可得t，v0，b對方法二相對運(yùn)動法以自由下落的甲球?yàn)閰⒖枷?，則乙球?qū)⑾蛏献鰟蛩龠\(yùn)動，設(shè)乙球拋出時的初速度為v0，則從拋出到兩球相遇的時間為t，在這段時間內(nèi)對甲球有：gt2，聯(lián)立得v0，b對方法三圖象法取向上為正方向，作出兩球的vt圖象，則兩圖線平行，由圖線所圍面積的意義知v0th，而hgt2，所以v0，b對【答案】b巧解勻變速直線運(yùn)動問題的六種方法運(yùn)動學(xué)問題的求解一般有多種方法，除直接應(yīng)用公式外，還有如下方法：一、平均速度法定義式對任何性質(zhì)的運(yùn)動都適用，而(v0v)適用于勻變速直線運(yùn)動二、中間時刻速度法利用“任一時間t，中間時刻的瞬時速度等于這段時間t內(nèi)的平均速度”，即v，適用于任何一個勻變速直線運(yùn)動，有些題目應(yīng)用它可以避免常規(guī)解法中用位移公式列出的含有t2的復(fù)雜式子，從而簡化解題過程，提高解題速度. 三、比例法對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動與末速度為零的勻減速直線運(yùn)動，可利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的重要特征的比例關(guān)系，用比例法求解四、逆向思維法把運(yùn)動過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法，一般用于末態(tài)已知的情況五、圖象法應(yīng)用vt圖象，可以使比較復(fù)雜的問題變得形象、直觀和簡單，尤其是用圖象定性分析，可避開繁雜的計算，快速得出答案六、推論法在勻變速直線運(yùn)動中，兩個連續(xù)相等的時間t內(nèi)的位移之差為一恒量，即xxn1xnat2，若出現(xiàn)相等的時間間隔問題，應(yīng)優(yōu)先考慮用xat2求解1個示范例 圖125物體以一定的初速度v0沖上固定的光滑斜面，到達(dá)斜面最高點(diǎn)c時速度恰為零，如圖125所示已知物體第一次運(yùn)動到斜面長度3/4處的b點(diǎn)時，所用時間為t，求物體從b滑到c所用的時間【規(guī)范解答】解法一比例法對于初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，通過連續(xù)相等的各段位移所用的時間之比t1t2t3tn1(1)()()現(xiàn)將整個斜面分成相等的四段，如圖所示設(shè)通過bc段的時間為tx，那么通過bd、de、ea的時間分別為：tbd(1)tx，tde()tx，tea(2)tx，又tbdtdeteat，得txt.解法二平均速度法利用教材中的推論：中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度ac，又v2axacv2axbcxbcxac由解得：vb.可以看出vb正好等于ac段的平均速度，因此b點(diǎn)是中間時刻的位置因此有tbct.【答案】t1個方法練從斜面上某一位置，每隔0.1 s釋放一個小球，在連續(xù)釋放幾顆小球后，對在斜面上滾動的小球拍下照片，如圖126所示，測得xab15 cm，xbc20 cm，求：圖126(1)小球的加速度大?。?2)拍攝時b球的速度大?。?3)拍攝時xcd的大小【解析】(1)由a得小球的加速度a5 m/s2(2)b點(diǎn)的速度等于ac段上的平均速度，即vb1.75 m/s(3)由相鄰相等時間內(nèi)的位移差恒定，即xcdxbcxbcxab，所以xcd2xbcxab0.25 m【答案】(1)5 m/s2(2)1.75 m/s(3)0.25 m考查自由落體運(yùn)動1(2011重慶高考)某人估測一豎直枯井深度，從井口靜止釋放一石頭并開始計時，經(jīng)2 s聽到石頭落底聲，由此可知井深約為(不計聲音傳播時間，重力加速度g取10 m/s2)()a10 mb20 mc30 md40 m【解析】從井口由靜止釋放，石頭做自由落體運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)公式hgt2可得h1022 m20 m.【答案】b勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的一般應(yīng)用2(多選)光滑的斜面長為l，一物體自斜面頂端由靜止開始勻加速滑至底端，所經(jīng)歷的時間為t，則下列說法正確的是()a物體運(yùn)動全程的平均速度為b物體在時的瞬時速度為c物體運(yùn)動到斜面中點(diǎn)時的瞬時速度為d物體從頂點(diǎn)運(yùn)動到斜面中點(diǎn)所需的時間為t【解析】由平均速度的概念可知a對；在勻變速運(yùn)動中，全程的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，即物體在時的瞬時速度為，b錯；由lat2得a，v，c對；由at得t1t，d對【答案】acd3.圖127如圖127所示，一小球分別以不同的初速度，從光滑斜面的底端a點(diǎn)向上做直線運(yùn)動，所能到達(dá)的最高點(diǎn)位置分別為a、b、c，它們距斜面底端a點(diǎn)的距離分別為s1、s2、s3，對應(yīng)到達(dá)最高點(diǎn)的時間分別為t1、t2、t3，則下列關(guān)系正確的是()a. b.c. d.【解析】利用逆向思維，將小球的運(yùn)動看作沿斜面向下的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由知選項(xiàng)a、b表達(dá)的是平均速度，由題意可知到達(dá)a點(diǎn)的小球初速度最大，由可知該小球在此過程中的平均速度最大，a、b錯；由xat2知選項(xiàng)c、d表達(dá)的是加速度的一半，由受力情況可知三個過程的加速度相等，c對、d錯【答案】c豎直上拋問題4(多選)(2014長沙雅禮中學(xué)模擬)某物體以30 m/s的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10 m/s2.則5 s內(nèi)物體的()a路程為65 mb位移大小為25 m，方向向上c速度改變量的大小為10 m/sd平均速度大小為13 m/s，方向向上【解析】上升時間t1 s3 s，上升位移為h1 m45 m，自由落體時間t22 s，下降高度為h2gt1022 m20 m，故5 s內(nèi)的路程為sh1h265 m，故a正確；此時位移為hh1h225 m，方向豎直向上，故b正確；此時速度大小為vgt102 m/s20 m/s，方向豎直向下，所以速度的改變量v20 m/s30 m/s50 m/s，故c錯；平均速度為 m/s5 m/s，故d錯【答案】ab剎車問題5一輛車正以20.0 m/s的速度向前行駛突然，司機(jī)看到一個小孩站在路上她花了0.80 s的時間才反應(yīng)過來，并立即踩下剎車，使車以7.0 m/s2的加速度逐漸減慢車速車在停止前還會前進(jìn)多遠(yuǎn)？【解析】0.80 s反應(yīng)時間內(nèi)，車勻速運(yùn)動x1v0t16 m.剎車過程為勻減速，a7.0 m/s2.由v2v2ax，得x228.6 m所以車在停止前還會前進(jìn)xx1x244.6 m【答案】44.6 m即vn，如圖141所示3求加速度(1)“逐差法”求加速度，即a1，a2，a3，然后取平均值，即，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確性(2)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個點(diǎn)的速度，畫出vt圖，直線的斜率即為加速度實(shí)驗(yàn)器材與裝置圖1421打點(diǎn)計時器的作用計時儀器，每隔0.02 s打一次點(diǎn)2打點(diǎn)計時器的工作條件(1)電磁打點(diǎn)計時器：6 v以下交流電源(2)電火花計時器：220 v交流電源3紙帶上點(diǎn)的意義(1)表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置(2)通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動情況實(shí)驗(yàn)過程把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計時器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路；把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，隨后立即關(guān)閉電源；重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到多條紙帶紙帶處理從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測量的地方找一個開始點(diǎn)，以后依次每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，確定好計數(shù)始點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4測量各計數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離d，計算出相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3求出各計數(shù)點(diǎn)的速度vn，由vn數(shù)據(jù)作出vt圖象注意事項(xiàng)1平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行2靠近：釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計時器的位置3一先一后：實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，后釋放小車；實(shí)驗(yàn)后先斷開電源，后取下紙帶4防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，防止鉤碼落地，小車與滑輪碰撞5減小誤差：小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過于密集6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)誤差與改進(jìn)鉤碼帶動小車做加速運(yùn)動時，因受摩擦等各方面的影響，致使小車加速度不恒定，即小車不能真正做勻加速直線運(yùn)動因此，可用阻力小的氣墊導(dǎo)軌替代長木板，用頻閃照相或光電計時的辦法替代打點(diǎn)計時器，可避免由于電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔不完全相等，提高實(shí)驗(yàn)的精確度.考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時，為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：_.a把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面b把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路c再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車d把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車的后面e把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次f從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個開始點(diǎn)，并把每打五個點(diǎn)的時間作為時間單位在選好的開始點(diǎn)下面記作0，往后第五個點(diǎn)作為計數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩點(diǎn)間的距離g根據(jù)公式a1，a2，a3，及a求出a【解析】在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動情況，既要減小運(yùn)動誤差也要減小紙帶的分析誤差其中e項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源【答案】abcdfg考點(diǎn)二紙帶的數(shù)據(jù)處理(2013浙江高考)如圖143所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶和，紙帶上的a、b、c均為打點(diǎn)計時器打出的點(diǎn)圖143(1)任選一條紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間距離為_；(2)任選一條紙帶求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為_，紙帶和上c、e兩點(diǎn)間的平均速度_(選填“大于”、“等于”或“小于”)；(3)圖中_(填選項(xiàng))a兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得b兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得c紙帶為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得d紙帶為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，紙帶為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得【解析】(1)由紙帶可讀出b、c間距為2.10 cm，由紙帶讀出b、c間距為2.40 cm(0.05 cm，有效數(shù)字位數(shù)要準(zhǔn)確)(2)由，知t0.04 s，xce4.52 cm(紙帶)或xce5.00 cm(紙帶)，代入數(shù)據(jù)得，ce1.13 m/s(紙帶)或1.25 m/s(紙帶)，.(3)由紙帶各點(diǎn)間距分析可知，小車做勻加速運(yùn)動，從紙帶各點(diǎn)間距來看，小車開始做加速運(yùn)動，一段距離后做勻速運(yùn)動，故可知紙帶是用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶是用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，選c.【答案】(1)2.10 cm或2.40 cm(0.05 cm，有效數(shù)字位數(shù)要正確)(2)1.13 m/s或1.25 m/s(0.05 m/s，有效數(shù)字位數(shù)不作要求)小于(3)c考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新(2012山東高考)某同學(xué)利用圖144甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖144乙所示打點(diǎn)計時器電源的頻率為50 hz.甲乙圖144(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點(diǎn)_和_之間某時刻開始減速(2)計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為_m/s，計數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為_m/s.(保留三位有效數(shù)字)(3)物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a_m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)【解析】(1)從計數(shù)點(diǎn)1到6相鄰的相等時間內(nèi)的位移差x2.00 cm，在6、7計數(shù)點(diǎn)間的位移比5、6之間增加了(12.2811.01) cm1.27 cm2.00 cm，因此，開始減速的時刻在計數(shù)點(diǎn)6和7之間(2)計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為v5 m/s1.00 m/s.計數(shù)點(diǎn)4對應(yīng)的速度大小為v4 m/s0.80 m/s.根據(jù)v5，得計數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為v62v5v4(21.000.80) m/s1.20 m/s.(3)物塊在計數(shù)點(diǎn)7到11之間做減速運(yùn)動，根據(jù)xat2得x9x72a1t2x10x82a2t2故a2.00 m/s2物塊做減速運(yùn)動時受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打點(diǎn)計時器對紙帶的摩擦阻力，因此根據(jù)牛頓第二定律，得mgfma，即，因此用計算出的動摩擦因數(shù)比的真實(shí)值偏大【答案】(1)67(2)1.001.20(3)2.00偏大高考命題角度分析一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析1真題溯源本例中的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理及利用紙帶求速度、加速度的方法與教材實(shí)驗(yàn)是相同的2創(chuàng)新亮點(diǎn)本例中因計數(shù)點(diǎn)6位于物體從加速到減速轉(zhuǎn)折的邊緣，因此計數(shù)點(diǎn)6的速度不能采用求平均速度的方法直接計算，另外本例中還指出了一種測量物體間動摩擦因數(shù)的方法二、本實(shí)驗(yàn)的其他改進(jìn)創(chuàng)新思路(一)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1如果提供光電門和刻度尺，我們可以測出遮光的寬度d，借助v求出物體通過光電門的速度，再由vv2ax, 測出物體的加速度2如果提供閃光照相機(jī)和刻度尺，我們可以用處理紙帶的方法，求出物體的瞬時速度及物體的加速度(二)數(shù)據(jù)處理如果測得物體運(yùn)動的位移和對應(yīng)時間1若初速度為零，則xat2，因此做出xt2圖線，圖線斜率的2倍即為物體的加速度2若物體的初速度不為零，則xv0tat2，可得v0at，因此做出t圖線，圖線斜率的2倍即為物體的加速度.1在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計時器(所用交流電的頻率為50 hz)得到如圖145所示的紙帶圖中的點(diǎn)為計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出來，下列表述正確的是()圖145a實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先放開紙帶再接通電源b(x6x1)等于(x2x1)的6倍c從紙帶可求出計數(shù)點(diǎn)b對應(yīng)的速率d相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02 s【解析】中間時刻的瞬時速度等于全程的平均速度，所以vb，c正確；x6x15(x2x1)，所以b錯誤；相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.1 s，d錯誤；按照實(shí)驗(yàn)要求應(yīng)該先接通電源再放開紙帶，所以a錯誤【答案】c2(2010重慶高考)某同學(xué)用打點(diǎn)計時器測量做勻加速直線運(yùn)動的物體的加速度，電源頻率f50 hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖146所示，a、b、c、d是依次排列的4個計數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個計數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：sa16.6 mm、sb126.5 mm、sd624.5 mm.圖146若無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知(1)相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為_s；(2)打c點(diǎn)時物體的速度大小為_m/s(取2位有效數(shù)字)；(3)物體的加速度大小為_(用sa、sb、sd和f表示)【解析】(1)打點(diǎn)計時器打出的紙帶每隔4個點(diǎn)選擇一個計數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為t0.1 s.(2)根據(jù)bd間的平均速度等于c點(diǎn)的瞬時速度得vc2.5 m/s.(3)勻加速運(yùn)動的位移特征是相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位移以at2均勻增大，則有bcabat2，cdbcat2ab2at2，bd2ab3at2，t所以a.【答案】(1)0.1(2)2.5(3)3(2011廣東高考)圖147是“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，o、a、b、c、d和e為紙帶上六個計數(shù)點(diǎn)加速度大小用a表示圖147(1)od間的距離為_cm.(2)圖148是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的st2圖線(s為各計數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示_，其大小為_m/s2(保留三位有效數(shù)字)圖148【解析】(1)由題圖可知，(22.110.0) mm12.1 mm1.21 cm(結(jié)果在1.181.22 cm均正確)(2)由于物