考点3实验:研究匀变速直线运动392考向1实验方法及数据处理1.[2019全国Ⅰ,22,5分]某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑,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50Hz,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).必备知识:刻度尺的读数规则,瞬时速度和加速度的计算等.关键能力:对纸带数据的处理、运用能力,逐差法的应用能力.解题指导:物块沿斜木板加速下滑,纸带上的计数点应由密集逐渐变稀疏.刻度尺最小刻度为1mm,读数应再向后估读一位.计算瞬时速度应根据匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度来计算,求解加速度应由逐差法求得.考向2实验改进与创新2.[2016全国Ⅰ,22,5分]图(a)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示.该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算.(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小为,重物下落的加速度大小为.图(b)(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为Hz.必备知识:重物下落速度和加速度的求解,牛顿第二定律的应用等.关键能力:物理量及物理关系的理解应用能力,纸带数据的处理能力等.解题指导:运用平均速度的定义求AC段和BD段的平均速度,再根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度求得vB和vC.由加速度a=vC-vBt求得a,再根据牛顿第二定律列方程推算出频率f.考法1利用纸带求解物体的速度和加速度1某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6mm,sB=126.5mm,sD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)打下相邻两计数点的时间间隔为s;(2)打C点时物体的速度大小为m/s(取2位有效数字);(3)物体的加速度大小为(用sA、sB、sD和f表示).(1)因相邻的两计数点间还有4个计时点,故t=5T=0.1s.(2)由匀变速直线运动的特点可知vC=sBD2t=624.5-126.52×0.1×10-3m/s=2.5m/s.(3)设物体做匀加速直线运动的加速度为a,则根据Δs=at2得(sC-sB)-(sB-sA)=at2,(sD-sC)-(sC-sB)=at2.联立两式并消去sC得a=sD-3sB+2sA3t2=(sD-3sB+2sA)f275.(1)0.1(2)2.5(3)(sD-3sB+2sA)f2751.在利用打点计时器探究小车“速度随时间变化的关系”的实验中,所用交流电的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸带如图所示.(1)从比较清晰的点起,每五个点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4,则两个相邻计数点之间的时间间隔为s.(2)测得x1=30.1mm,x2=36.2mm,x3=42.2mm,x4=48.1mm,则打下计数点“2”时小车的速度为m/s,整个运动过程中小车的加速度为m/s2.(3)当打下计数点“0”时,小车的速度为m/s.考法2类打点纸带问题的分析与处理2[2017全国Ⅰ,22,5分]某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2.(结果均保留2位有效数字)试题用自制“滴水计时器”计量时间,研究匀变速直线运动.利用“滴水计时器”研究物体运动与利用“打点计时器”研究物体运动,在...
