實(shí)驗(yàn)1　測量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)高考物理總復(fù)習(xí)新教材版

1、實(shí)驗(yàn)測量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)教材閱讀指導(dǎo)(對(duì)應(yīng)人教版新教材必修第一冊(cè)頁碼及相關(guān)問題)P1617閱讀“位移和時(shí)間的測量”這一部分內(nèi)容，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用什么電源？從紙帶上如何確定時(shí)間和位移？接通電源和拉動(dòng)紙帶的順序是怎樣的？提示：交流電源。從起始點(diǎn)1到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0.02(n1) s，用刻度尺測量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移x。先接通電源再拉動(dòng)紙帶。P20實(shí)驗(yàn)，如何測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度？提示：測出兩點(diǎn)間的位移x和所用時(shí)間t，就可以算出紙帶的平均速度v。如圖，利用DF間的平均速度代表E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。1練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)利用打下點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2掌握

2、判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(xaT2或vt圖像)。3測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率f50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)。(2)電源電壓：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓約為8 V的交流電源；電火花計(jì)時(shí)器，220 V交流電源。(3)處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要注意“每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”取點(diǎn)方法是一樣的，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為0.1 s。2利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，若任意相等時(shí)間內(nèi)的

3、位移相等，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、，若xx2x1x3x2x4x3，且對(duì)任意時(shí)間間隔T均成立，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且xaT2。利用“平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動(dòng)的vt圖像，若圖像是一條傾斜的直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。注：對(duì)于一般的直線運(yùn)動(dòng)，由于與中間點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔很短，因此可以用該相鄰兩點(diǎn)間的平均速度表示該中間點(diǎn)的瞬時(shí)速度。3由紙帶計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度(1)“中間點(diǎn)”的瞬時(shí)速度：所謂“中間點(diǎn)”，是指該點(diǎn)兩側(cè)的數(shù)據(jù)是有效的，可以用來計(jì)算這一段的平均速度，如圖甲中的第n點(diǎn)。第n點(diǎn)的瞬時(shí)速

4、度vn。(2)“邊緣點(diǎn)”的瞬時(shí)速度：所謂“邊緣點(diǎn)”，是指該點(diǎn)的一側(cè)沒有可用的數(shù)據(jù)，或雖有數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)無效，如圖乙中的A、F兩點(diǎn)。“邊緣點(diǎn)”的瞬時(shí)速度有以下幾種求法：先求出加速度，然后根據(jù)vBvAaT求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，根據(jù)vFvEaT求出F點(diǎn)的瞬時(shí)速度。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等的特點(diǎn)，利用vBvAvCvB求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，同樣，利用vFvEvEvD求出F點(diǎn)的瞬時(shí)速度。根據(jù)xABT求A點(diǎn)瞬時(shí)速度，根據(jù)xEFT求F點(diǎn)瞬時(shí)速度。4利用紙帶求物體加速度的兩種方法(1)逐差法若題目給的是偶數(shù)段數(shù)據(jù)(一般是6段)，一般用“逐差法”求物體的加速度，即a1，a2，a3，然后求平均值

5、，即a，這樣所測數(shù)據(jù)全部得到利用，精確度較高。若題目給的是奇數(shù)段數(shù)據(jù)(一般是5段或7段)，一般舍去第一段，接著用如同偶數(shù)段的方法求解。(2)圖像法利用vn求出打各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度，然后作出vt圖像，用vt圖像的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片。1儀器安裝(1)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，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。(2)把一條細(xì)繩的一端拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下端掛上合適的槽碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將紙帶的一端固定在小車的后面。實(shí)驗(yàn)裝置如

6、圖所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行。2測量與記錄(1)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，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)三次。(2)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測量的點(diǎn)開始確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T50.02 s0.1 s，如圖所示，正確使用毫米刻度尺測量并計(jì)算每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。(3)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求得計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度。(4)增減所掛槽碼數(shù)，或在小

7、車上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)。1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖像根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不要，如圖所示，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖像，它是一條傾斜的直線。因此小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度就是vt圖像的斜率。2公式法若x2x1x3x2x4x3，則小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a。1偶然誤差(1)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測量有偶然誤差，故要多測幾組數(shù)據(jù)，以盡量減小誤差。(2)用作圖法作圖時(shí)描點(diǎn)、畫線不準(zhǔn)確。為此在描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位長度，用細(xì)鉛筆認(rèn)

8、真描點(diǎn)。2系統(tǒng)誤差(1)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦不均勻、打點(diǎn)不穩(wěn)定引起誤差，所以安裝時(shí)紙帶、細(xì)繩要與長木板平行，同時(shí)選擇電壓及頻率符合要求的交流電源。(2)木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度是所測量段的平均加速度。對(duì)此可在木板上鋪一層白紙或換用氣墊導(dǎo)軌。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(jì)時(shí)器的位置。3先后順序：實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)，防止槽碼落地、小車與滑輪碰撞。5減小誤差：細(xì)繩另一端掛的槽碼個(gè)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

9、點(diǎn)過于密集。6紙帶選?。哼x擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。7準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位長度(避免所描點(diǎn)過密或過疏而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線或曲線，應(yīng)作一條直線?？键c(diǎn)1教材原型實(shí)驗(yàn)例1某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖甲所示，在調(diào)整好儀器后，正確操作得到點(diǎn)跡清晰的紙帶。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_。A打點(diǎn)時(shí)先釋放紙帶再接通電源B應(yīng)使重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C應(yīng)消除小車和長木板間的摩擦阻力的影響D應(yīng)調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與長木板平行(2)如圖乙所示是某同學(xué)一次實(shí)驗(yàn)得到小車運(yùn)動(dòng)情況

10、的紙帶，他進(jìn)行如下數(shù)據(jù)處理：在紙帶上連續(xù)選取六個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D、E、F并測得A、C兩點(diǎn)間的距離為x1，B、D兩點(diǎn)間的距離為x2，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電源的頻率為f，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下B點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小vB_；小車運(yùn)動(dòng)的加速度a_。(3)如圖丙、丁所示是兩位同學(xué)用同一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別作出的小車運(yùn)動(dòng)vt圖像，你認(rèn)為作圖正確的是_。答案(1)D(2)x1f(x2x1)f2(3)丙解析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)不需要測量小車所受合力，則不需要使重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)測定小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，只要小車受到的作用力

11、恒定即可，不需要消除小車與長木板間的摩擦阻力的影響，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與長木板平行，以保證小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的合力不變，加速度不變，故D正確。(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，有vB，又f，聯(lián)立解得vBx1f；由x2x12aT2，解得a(x2x1)f2。(3)作圖時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在一條平滑的線上，使不能落在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍棄，故選丙。 對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，如圖所示，各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)已經(jīng)在紙帶上標(biāo)出，圖中每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)

12、點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率f50 Hz的交流電源。(1)該實(shí)驗(yàn)_平衡摩擦力，_滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量。(均選填“需要”或“不需要”)(2)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)紙帶的速度v6_(用給定字母表示)。(3)木塊的加速度為a_(用給定字母表示)。(4)如果交變電流的頻率f50 Hz，但當(dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么測得的加速度值比真實(shí)值_(選填“偏大”或“偏小”)。答案(1)不需要不需要(2)(3)(4)偏小解析(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即只需要測出木塊運(yùn)動(dòng)的加速度和速度，而不需要測出合力的大小，故不需要平衡摩擦力，也不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量。(2)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)

13、間有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t5T，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，有v6。(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有x3x14a1t2，x4x24a2t2，可求得加速度為a。(4)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知加速度的測量值為axf2，故頻率f50 Hz時(shí)，代入的頻率值偏小，則測得的加速度值比真實(shí)值偏小?？键c(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新考情分析高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，常常在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情境，從原理遷移和數(shù)據(jù)處理技巧方面進(jìn)行創(chuàng)新。因此，要在掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧解決新問題。1加速度的獲得：

14、靠重物的拉力獲得加速度使長木板傾斜靠重力沿斜面的分力獲得加速度；靠重力獲得加速度(自由落體法)；靠摩擦力獲得加速度(勻減速運(yùn)動(dòng))。2瞬時(shí)速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶求瞬時(shí)速度測定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時(shí)間t，由v求瞬時(shí)速度；用滴水針頭代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶求瞬時(shí)速度。3加速度的測量方法(1)由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度利用經(jīng)過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度v1，v2，且已知兩個(gè)光電門間的距離x，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系式求加速度，即a；或已知經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間間隔t，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系式求加速度，即a。(2)利用vv0at，作出vt圖線，由斜率ka，求得加速度利用v0

15、at，作出t圖線，由斜率k求得加速度a。例2(2021天津高考)某實(shí)驗(yàn)小組利用手機(jī)的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程。為便于記錄小球各個(gè)時(shí)刻在斜面上的位置，將錄像中時(shí)間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為x1、x2、x3、x4、x5、x6。(1)寫出小球在位置1的速度表達(dá)式_。(2)要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運(yùn)動(dòng)過程中的加速度表達(dá)式_。(3)在測量小球相鄰位置間距時(shí)由于實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是_誤差。(填“偶然”或“系統(tǒng)”)答案(1)(2)(3)偶然解析(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻速度等于平均速度，所以小球在位置1的速度為v1。

16、(2)題中要求充分利用測量數(shù)據(jù)，利用逐差法求解加速度，則x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2，解得加速度為a。(3)讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是由偶然因素造成的，屬于偶然誤差。例3(2021湖北高考)某同學(xué)假期在家里進(jìn)行了重力加速度測量實(shí)驗(yàn)。如圖a所示，將一根米尺豎直固定，在米尺零刻度處由靜止釋放實(shí)心小鋼球，小球下落途經(jīng)某位置時(shí)，使用相機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍照，相機(jī)曝光時(shí)間為 s。由于小球的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。根據(jù)照片中米尺刻度讀出小球所在位置到釋放點(diǎn)的距離H、小球在曝光時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離l。計(jì)算出小球通過該位置時(shí)的速度大小v，進(jìn)而得出重力加速度大小g。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)12

17、345l/cm0.850.860.820.830.85v/(ms1)4.254.104.154.25H/m0.91810.94230.85300.88600.9231(1)測量該小球直徑時(shí)，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖b所示，小球直徑為_ mm。(2)在第2次實(shí)驗(yàn)中，小球下落H0.9423 m時(shí)的速度大小v_ m/s(保留3位有效數(shù)字)；第3次實(shí)驗(yàn)測得的當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮_ m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(3)可以減小本實(shí)驗(yàn)重力加速度大小測量誤差的措施有_。A適當(dāng)減小相機(jī)的曝光時(shí)間B讓小球在真空管中自由下落C用質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球代替實(shí)心鋼球答案(1)15.75(2)4.309.85(3)AB解析(1)由

18、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為15 mm150.05 mm15.75 mm。(2)由題意可知，在第2次實(shí)驗(yàn)中，小球下落H0.9423 m時(shí)的速度大小v m/s4.30 m/s；第3次實(shí)驗(yàn)中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得g m/s29.85 m/s2。(3)小球下落一定高度時(shí)的瞬時(shí)速度近似為曝光時(shí)間內(nèi)的平均速度，曝光時(shí)間越短，曝光時(shí)間內(nèi)的平均速度越接近瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)誤差越小，A正確；讓小球在真空管中自由下落，可減小空氣阻力的影響，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，B正確；用質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球代替實(shí)心鋼球時(shí)，鋁球體積更大，阻力對(duì)鋁球的影響更大，實(shí)驗(yàn)誤差增大，C錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練1(2020海南高考)某同學(xué)用如圖a所示的裝

19、置測量重力加速度。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d1.00 cm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)用刻度尺測量兩擋光片間的距離，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，測得兩次擋光的時(shí)間分別為t110.003 ms和t25.000 ms；(5)根據(jù)以上測量的數(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

20、)9.74解析兩擋光片間的距離L15.40 cm0.00 cm15.40 cm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)思路，應(yīng)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。玻璃條下部擋光片通過光電門時(shí)玻璃條的速度為v1 m/s1.00 m/s，玻璃條上部擋光片通過光電門時(shí)玻璃條的速度為v2 m/s2.00 m/s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vv2gL，代入數(shù)據(jù)解得重力加速度g9.74 m/s2。2(2021八省聯(lián)考遼寧卷)某興趣小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量重力加速度。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：接通M的開關(guān)，吸住小球；將A固定在

21、小球下方某一位置，調(diào)節(jié)B的位置并固定，測出A和B之間的距離h1；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)測量3次對(duì)應(yīng)于h1的時(shí)間，平均值為t1；保持A位置不變而改變B的位置并固定，測出A和B之間的距離h2，重復(fù)測量3次對(duì)應(yīng)于h2的時(shí)間，平均值為t2。完成下列問題：(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)_(填“能”或“不能”)正確

22、測得重力加速度。答案(1)B(2)(3)能解析(1)實(shí)驗(yàn)需要測量A和B之間的距離，所以需要用刻度尺。因?yàn)闆]有記錄小球過光電門的時(shí)間，所以不需要測量小球直徑，故不需要用游標(biāo)卡尺；本實(shí)驗(yàn)不需要測量質(zhì)量，故不需要用天平。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h1v0t1gt，h2v0t2gt，解得g。(3)逆過程分析，可看作小球以相同的速度從B處豎直上拋，同理亦可以測得重力加速度。1(2019全國卷)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長木板加速下滑時(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50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間

23、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(保留三位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為_ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。答案A0.2330.75解析物塊加速下滑，因此打點(diǎn)間距逐漸增大，故先打出A點(diǎn)。打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小vC m/s0.233 m/s。物塊下滑的加速度大小a m/s20.75 m/s2。2(2019全國卷)甲乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。(1)若要從拍得的照片中獲取必要的

24、信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是_。(填正確答案標(biāo)號(hào))A米尺 B秒表C光電門 D天平(2)簡述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。答：_。(3)實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab24.5 cm、ac58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g_ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)A(2)將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺(3)9.7解析(1)利用頻閃照片測重力加速度時(shí)需要測量小球下落的距離，因此實(shí)驗(yàn)中還必須使用米尺，A正確。(2)將米尺豎直放置，小球靠近米尺下落，從照片上直接讀出小球下落的距離。(3)根據(jù)sgT2得重力加速度大小g m/s29.7 m/s2。3(

25、2021江蘇省鹽城市高三三模)某同學(xué)用如圖所示裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。(1)請(qǐng)?jiān)谙铝袑?shí)驗(yàn)器材中，選出本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材：_(填編號(hào))。電火花計(jì)時(shí)器天平低壓交變電源細(xì)線和紙帶砝碼、托盤和小車刻度尺停表一端帶有滑輪的長木板(2)安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，按照正確的實(shí)驗(yàn)操作，紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中一段如圖所示，可知紙帶的_(填“左”或“右”)端與小車相連。(3)如圖中O、A、B、C、D、E、F為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電源的頻率為50 Hz，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_ m/s2。打下E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_ m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。(4)

26、如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210 V，頻率不變，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，甲、乙兩組同學(xué)分別把紙帶每隔0.1 s剪斷，得到若干短紙條，再把這些紙條下端對(duì)齊，并排貼在一張紙上，得到如圖甲、乙所示的兩幅圖。由圖可知_組實(shí)驗(yàn)過程中小車的加速度大，判斷依據(jù)是_。答案(1)(2)左(3)2.001.10(4)不變(5)甲紙條上端中點(diǎn)連線斜率大解析(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要知道小車及砝碼的質(zhì)量，所以不需要天平，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有計(jì)時(shí)的功能，用的是220 V交流電源，故不需要低壓交變電源和停表，故選。(2)小車釋放后速度逐漸變大，則相等時(shí)

27、間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移越來越大，題圖紙帶從左向右打點(diǎn)間距越來越大，可知是紙帶的左端與小車相連。(3)由題意知，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T0.1 s，由逐差法可得，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a2.00 m/s2；勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，任意某時(shí)間段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則打下E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度等于DF段的平均速度，即vE1.10 m/s。(4)交流電的頻率不變，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔不變，所以加速度的測量值不變。(5)每段紙帶的長度分別等于xt，因?yàn)樗屑魯嗉垘У臅r(shí)間間隔都相等，所以紙帶的長度之比等于平均速度之比，也等于各段紙帶中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度之比，所以若分別把甲、乙兩圖中各段紙帶上端的中點(diǎn)依次用平滑曲線連接起來，則甲、乙兩圖就表示以各段紙帶中間時(shí)刻為時(shí)間點(diǎn)的vt圖像。將紙條上端中點(diǎn)連接起來，由連線可知甲圖的斜率較大，所以甲組實(shí)驗(yàn)過程中小車的加速度較大。4(2017全國卷)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖a所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地