2025版高考物理一轮复习课后限时作业4实验：研究匀变速直线运动含解析新人教版.docVIP

PAGE

PAGE8

课后限时作业4试验：探讨匀变速直线运动

时间：45分钟

1．在做“探讨匀变速直线运动”的试验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出)，打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．[下述第(2)、(3)、(4)小题结果均保留两位有效数字]

(1)该打点计时器打点的时间间隔为0.02s.

(2)由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的瞬时速度vC是0.16m

(3)计算该物体的加速度a为0.43m/s2

(4)纸带上的A点所对应的物体的瞬时速度vA＝0.074m

(5)假如当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，而做试验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏大(选填“大”或“小”)．

解析：(1)电源频率为50Hz，则打点时间间隔为0.02s；

(2)利用匀变速直线运动的推论得：

vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(4.20－1.00,2×0.1)×10－2m/s＝0.16m/s；

(3)设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，

依据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：x3－x1＝2a1T2x4－x2＝2a2

为了更加精确地求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a＝eq\f(1,2)(a1＋a2)≈0.43m/s2

(4)依据匀变速直线运动速度与时间关系公式v＝v0＋at得A点所对应的物体的瞬时速度为：

vA＝vC－atAC＝0.074m/s

(5)假如在某次试验中，沟通电的频率为49Hz，那么实际周期大于0.02s，依据运动学公式Δx＝at2得：测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大的．

2．在利用打点计时器探究小车“速度随时间变更的关系”的试验中，所用沟通电的频率为50Hz，某次试验中得到的一条纸带如图所示．

(1)从比较清楚的点起，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0.1s.

(2)量得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0.392m/s，小车的加速度为0.6m/s

(3)当打下计数点“0”时，小车的速度为0.272_m/s.

解析：(1)因每五个点取一个点作为计数点，则相邻计数点之间还有四个点，得纸带上相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s；

(2)x1＝30.1mm＝30.1×10－3m

x2＝36.2mm＝36.2×10－3m

x3＝42.2mm＝42.2×10－3m

x4＝48.1mm＝48.1×10－3m

纸带上2点对应的瞬时速度，由匀变速直线运动的规律得：v2＝eq\f(x2＋x3,2T)＝0.392m/s

依据Δx＝aT2，由逐差法得：a＝eq\f(x3＋x4－x1－x2,4T2)＝0.6m/s2

(3)由速度—时间关系式有：v2＝v0＋a·2T，

代入数据得：v0＝0.272m/s.

3．某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…几条较为志向的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5、…，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．

(1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是乙(填“甲”、“乙”或“丙”)；

(2)打纸带A时，小车的加速度大小为3.11m/s2

(3)打点计时器打计数点1时小车的速度为0.456m

解析：(1)依据匀变速直线运动的特点(相邻的时间间隔位移之差相等)得出：x34－x23＝x23－x12＝x12－x01，所以属于纸带A的是乙；(2)依据运动学公式Δx＝aT2，得：a＝eq\f(0.0611－0.03,0.01)m/s2＝3.11m/s2；(3)利用匀变速直线运动的推论：v1＝eq\f(0.0611＋0.03,2×0.1)m/s≈0.456m/s.

4．(2024·广东省广州市二模)打点计时器接在50Hz的沟通电源上时，每隔0.02s打一个点．做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器，纸带上记录的点如图，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出．已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为0.740m/s2(结果保留三位有效数字)，方向与小车运动方向相反(填“相同”或“相反”)；打下C点时，小车的瞬