2020年高考物理一轮复习考点汇总第2讲实验探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律

第二讲实验：探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律测试内容测试要求考情分析探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律a★★★★1.电磁打点计时器使用的工作电压为的交流电源．电火花打点计时器使用的电源电压为V．若电源频率是50Hz，则每隔s打一次点．2.打点计时器所打纸带的处理：(1)取点原则：必须从打下的纸带中选取的纸带，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的位置取开始点A，然后每5个点(或者每隔4个点)取一个计数点B、C、D、E、F、…，如图所示．这样每两个计数点间的时间间隔为T＝0.1s，这样计算比较方便．(2)从纸带读取长度的方法：读取长度利用毫米刻度尺，测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6、…，由于毫米尺的最小刻度是1mm，读数时必须估读到位．(3)利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法：①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度，如vB＝．利用vt图象求a，求出B、C、D、E、F、…各点的瞬时速度，画出vt图线，图线的斜率就是所要求的加速度．②直接利用纸带求加速度，如用x1、x2求加速度，a＝．;1.打点计时器是一种通过打点来计时的仪器．2.计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02s；计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1s.3.利用打点纸带判断物体的运动性质：(1)由x＝vt知，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判定物体做匀速直线运动．(2)由Δx＝aT2知，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动．4.为了计算方便，通常每隔T＝0.1s取一个计数点，计算第n个点的瞬时速度时有vn＝xn－1＋xn2T，取相邻4段计算加速度，则有a＝（x3＋x4）－（x1＋x2）（2T）2，这种方法叫“逐差法”，实际上可以看做取两个相邻的大段．以上各段位移都用上了，能有效地减少偶然误差．5.计算过程中要注意单位换算，计算结果要根据题意保留几位有效数字．【例1】(2018届扬州学业水平模拟)在“用电火花计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中，下列说法正确的是()A.电火花计时器应使用6V以下的交流电源B.电火花计时器应使用220V的直流电源C.纸带上点迹密集的地方表明物体的速度较小D.纸带上点迹密集的地方表明相邻点间的时间较短笔记：【例2】(2019届扬州学业水平模拟)在“用电磁打点计时器探究匀变速直线运动规律”的实验中，得到了一条如图所示的纸带．按时间顺序取O、A、B三个计数点，所用电源的频率为50Hz，则：(1)纸带上相邻两个计数点对应的时间间隔为s.(2)实验中测得计数点之间的距离如图所示(单位：cm)，则打A点时纸带的速度为m/s.(结果保留三位有效数字)(3)纸带运动的加速度为m/s2.笔记：【例3】(2019届无锡学业水平模拟)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：(1)下列说法中不正确或不必要的是(填字母)．A.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行C.小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车D.选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始(2)实验中，打点计时器接50Hz的交流电源，图甲是实验中打下的一段纸带，利用刻度尺测得1、2间，2、3间，3、4间距离依次为5.2cm、6.7cm、8.2cm，各相邻计数点间还有4个点未画出，则计数点2的速度大小为m/s.(结果保留两位有效数字)甲乙(3)请将计数点2的速度大小在图乙中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图乙中已标出，利用这些点作出图线，并由图线求得小车的加速度大小为m/s2.(结果保留两位有效数字)笔记：【例4】(2018届无锡学业水平模拟)如图所示，在倾斜导轨上固定一光电门，让装有挡光片的小车每次从同一位置由静止开始下滑，实验中分别记录了四种挡光片的宽度及相应的挡光时间，数据见表格．为了尽可能准确得到挡光片开始挡光时小车的瞬时速度，应选择的测量数据是()A.第1组B.第2组C.第3组D.第4组笔记：1.(2020届无锡学业水平模拟)如图所示，是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段，A、B两点为计数点，中间点迹为实际点迹，打点计时器电源的频率为50Hz，则A、B两点间的时间间隔为()A.0.01sB.0.02sC.0.05sD.0.10s2.(2019届扬州学业水平模拟)如图所示，关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作，下列说法中不正确的是()A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B.在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止3.(2019届徐州学业水平模拟)关于用打点计时器打出的纸带上的点迹，下列说法不正确的是()A.点迹记录了物体运动的时间B.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况C.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的体积大小D.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移4.(2020届扬州学业水平模拟)在“用电火花计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中，将夹有纸带的重物由静止释放，所打纸带如图所示，相邻点迹间的时间间隔为T.则打点计时器打B点时，重物下落的速度vB为()组次宽度Δl/m挡光时间Δt/s10.08000.2304420.06000.1746430.04000.1166240.02000.05850A.vB＝x25TB.vB＝x2－x1TC.vB＝x3－x2TD.vB＝x3－x12T5.(2020届盐城学业水平模拟)如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则物体运动的加速度可表示为()A.x2－x1TB.x2－x1T2C.x2－x12TD.x2－x12T26.如图所示的是同一打点计时器打出的4条纸带，以下说法中正确的是()甲乙丙丁A.甲纸带的加速度最大，丁纸带的平均速度最大B.乙纸带的加速度最大，丙纸带的平均速度最大C.丙和丁纸带的加速度均为零D.丙和丁纸带的平均速度一样大7.(2019届苏州学业水平模拟)在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中：(1)安装纸带时，应将纸带置于复写纸(或墨粉纸盘)的(选填“上方”或“下方”)．打点计时器应连接(选填“直流”或“交流”)电源．(2)实验得到如图所示的一条纸带，相邻两个计数点的时间间隔为T，A、B两点的间距x1和A、C两点的间距x2已测出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为a＝．8.(2018届扬州学业水平模拟)在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中，用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器(电源频率为50Hz)、钩码、纸带、细线组成如图(a)所示的装置，钩码拉动小车，小车做匀加速直线运动，得到如图(b)所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出．(a)(b)(1)在本实验中，某同学操作了以下实验步骤，其中有明显错误的步骤是(填字母)．A.将打点计时器固定在木板上，并接好电路B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D.放开纸带，再接通电源(2)图(b)用毫米刻度尺测量得：AB＝4.56cm、AC＝12.16cm、AD＝22.52cm、AE＝36.06cm，则打B点时小车的速度大小为m/s.(结果保留两位有效数字)(3)小车运动过程中细线对钩码的拉力(选填“＞”“＝”或“＜”)钩码的重力．第二讲实验：探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律【知识扫描】1.6V以下2200.022.(1)点迹清晰(2)分度值的下一(3)①2Tx1＋x2②T2x2－x1【典例透析】【例1】C解析：电火花计时器应使用220V的交流电源，A、B错误；速度越小，点迹越密，C正确；任意两点的时间间隔一样，D错误．【例2】(1)0.1(2)0.265(3)0.5解析：(1)相邻计数点之间还隔了4个点，故纸带上相邻两个计数点对应的时间间隔为t＝5×0.02s＝0.1s．(2)打A点时纸带的速度vA＝0.25.30×10－2m/s＝0.265m/s.(3)根据逐差法求纸带运动的加速度：由Δx＝at2得a＝t2Δx＝0.12[（5.30－2.40）－2.40]×10－2m/s2＝0.5m/s2.【例3】(1)D(2)0.60(3)1.5解析：(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：首先将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，否则容易引起误差，然后使小车靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，进行打点，进行数据测量、计算；注意：选择计数点时，不一定要从纸带上第一个点开始，要找其中一段点迹清晰的部分进行测量计算，故A、B、C正确，D错误，故选D.(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1s，根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度，可以求出点2的速度v2＝2Tx12＋x23＝0.20.052＋0.067m/s＝0.60m/s.(3)描点，作出图象如图所示．斜率表示加速度，在直线上取相距较远的两点，则a＝ΔtΔv＝1.5m/s2.【例4】D解析：实验中我们认为挡光片通过光电门时的平均速度等于瞬时速度，挡光片宽度越小，挡光时间越小，实验误差就越小，D正确．【冲关集训】1.D2.A3.C4.D5.B6.A7.(1)下方交流(2)T2x2－2x18.(1)D(2)0.61(3)＜