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1、1.4探究小车速度随时间变化的规律一、打点计时器1 .作 用：计时仪器，当所用交变电源的频率尸5 0 H z时，每 隔0.0 2 s打一次点.2.结构电磁打点计时器(如图)(2)电火花计时器(如图)正脉冲输出插座(红色)脉冲输/一 出开关负脉冲输出插座(黑色)/墨粉力纸抵 纸盘轴压纸条工电源插头弹性片纸带3.工作条件:电磁打点计时器：8 V交变电源电火花计时器：2 2 0 V交变电源二、实 验：探究小车速度随时间变化的规律1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细 绳、槽码、刻度 尺、导线、交变电源.2 .实验过程(1)按照实验装置，把打点计时器固定在长
2、木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析.3 .数据处理(1)求物体的速度与加速度利用平均速度求瞬时速度：包 架1=如 奈 二 利 用 逐 差 法 求 解 平 均 加 速 度（均-*T-占 4*即-题 *+*4?一 X 6 X 3C12 3 尸=3F=a。1+。2+。3(X 4+X 5+X 6)(X1+X2+X3)3=9/利用速度一时间图像求加速度
3、a.作出速度一时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度；b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.(2)依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动制、应、刑%是相邻两计数点间的距离.Av是两个连续相等的时间内的位移差：X-X2-X,A X 2=X 3 X2，.若Ax等于恒量(a/)，则说明小车做匀变速直线运动.只 要 小 车 做 匀 变 速 直 线 运 动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要与长木板平行.(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带.(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防
4、止槽码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约 50 cm 的纸带上清楚地取出6 7 个计数点为宜.(5)小车从靠近打点计时器位置释放.5.误差分析(1)纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差.(2)计数点间距测量有偶然误差.(3)作图有误差.散材原型实验的数据处理例 题 1.(2019 全国卷I 22)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50H z,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、
5、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).23456789 1()ill Juulliul叫luullllllliuliu Juul c m【答案】A 0.233 0.75【解析】根据题述，物块加速下滑，在 A、8、C、O、E 五个点中，打点计时器最先打出的是A 点.根据刻度尺读数规则可读出，8 点对应的刻度为1.20cm,C 点对应的刻度为3.15cm,。点对应的刻度为5.85 c m,七点对应的刻度为9.30 cm,A B=.20 cm,BC=1.95 cm,CD=2.70
6、cm,E=3.45cm.两个相邻计数点之间的时间间隔7=5义5s=0.1 0 s,根据做勺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可得，打 出C点时物块 的 速 度 大 小 为 江=吉 空-0233 m/s.由逐差法可得a C D+D E B+B C）,解 得a=0.75 m/s2.同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并用一把毫米刻度尺测量了各计数点间的距离，如图所示,则 图 中 四 个 数 据 中 不 符 合 正 确 读 数 要 求 的 是（填数值）。若纸带上两相邻计数点间均有 4个点未画出，已知打点计时器所用交
7、变电源的频率为5 0 H z,则点对应的小车速度疗m/s,小车运动的加速度大小m/s）（计算结果均保留2 位小数）r 4 B C DL_!_!_1_1_t_ST 6 1 T*-3.39-0*54 单位:cmH-7.62-H 答案5.4 0.2 1 0.2 0【解析】毫米刻度尺的分度值为1 m m,读数时应估读到0.1 m m,所以不符合正确读数要求的是5.4。点 对 应 的 小 车 速 度 疗 等 式 嗯 煞 空 r n/s=0.2 1 m/s8点 对 应 的 小 车 速 度 疗 如 嗖 普 m/s=0.1 7 m/s由 加 速 度 的 定 义 式 得 唔 空 2 0 m/s?。6卷 如图是某
8、同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸IT-0.90-1.1 O TAB C D T415（1）已知打点计时器电源频率为5 0 H z,则 纸 带 上 打 相 邻 两 点 的 时 间 间 隔 为.（2）A、B、C、。是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A、B 两点间距x=；C点 对 应 的 速 度 是（计算结果保留两位有效数字）.【答 案】（l）0.0 2 s （2）0.7 0 c m 0.1 0 m/s【解 析】（1）打 点 计 时 器 频 率 为 5 0 H z,周 期 T=：=0.0 2 s,故打相邻两点的时间 间 隔 为 0.0 2 s.(2)两 相 邻
9、 计 数 点 间 的 时 间 间 隔 为 7=0.0 2 X 5 s=0.1 0 s,由 题 图 读 出 x=7.0m m=0.7 0 c m.C 点 对 应 速 度vcXBC+XCD 0.90+1.1 0It2 X 0.1 0c m/s=0.1 0 m/s.探索创新实验对本实验的改进创新的方法1.实验器材的改进及速度的测量方法(如图)由遮光片的宽度d 和遮光片挡光时间A r 求速度g您2.获得加速度方法的改进由纸带求速度%一 _27靠重物的拉力获得加速度一长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示.点计时器.通过以上装置的改进能最大限度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速
10、度不恒定，使小车尽可能做匀加速直线运动，以提高实验的精确度.例题2.(2 0 2 0 海南卷 1 4(2)某同学用如图(a)所示的装置测量重力加速度.实验器材：有机玻璃条(白色是透光部分,黑色是宽度均为d=1.0 0 cm 的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺.主要实验过程如下:(1)将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物:(2)用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图(b)所示，读出两挡光片间的距离Lc m；(3)手提玻璃条上端使它静止在.方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；(4)让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为n-1 0.0 0
11、3 m s 和?2=5.0(X)ms；(5)根据以上测量的数据计算出重力加速度g=m/s 2(结果保留三位有效数字).【答案】(2)1 5.4 0 (3)竖 直(5)9.7 4【解析】(2)两挡光片间的距离L=1 5.4 0 c m 0 c m=1 5.4 0 c m(3)手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过.(5)玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为d 1.0 0 X 1 0-25 =7；=1 0.0 0 3 X I。3 n V s F m/s玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为d 1.0 0 X 1 0-2S=三=而 百 产0 1/8=2
12、 m/s根据速度位移公式有力2 52=2 g L7?0-V代入数据解得加速度g=2 i 7 9.7 4 m/s2.某兴趣小组利用如图所示的实验装置来测量重力加速度铁架台竖直放置，上端固定电磁铁M,A、B为位置可调节的光电门，均与数字计时器N相连。实验步骤如下：接通M 的开关，吸住小球；将A固定在小球下方某一位置，调节B的位置并固定，测出A和 B之间的距离必；断开M 的开关，小球自由下落，记录小球从A到 B的时间，N重复测量3次对应于历的时间,平均值为八；保持A位置不变而改变B的位置并固定，测出A和 B之间的距离饱，重复测量3次对应于后的时间，平均值为攵。完成下列问题：本实验所用器材有：铁架台、
13、电源、电磁铁、光电门、数字计时器、小球和(填入正确选项前的字母)。A.天平 B.刻度尺 C.游标卡尺(2)重力加速度大小可表示为g=(用小、小 心、表示)。(3)另一组同学也利用该装置测量重力加速度，如果实验过程中保持B的位置不变而改变4的位置，那 么 该 组 同 学(选 填“能”或“不能”)正确测得重力加速度。【答案】(1)B(2)像 一 穹 能【解析】(1)实验需要测量A和B之间的距离，所以需要用刻度尺，因为没有记录小球过光电门的时间，所以不需要测量小球直径，故不要游标卡尺，故选B。(2)设过A时的速度为vo,从A运动到B,有hi=voti+ti,2=。0,2+*?解得g=高 修 七)(3
14、)对逆过程分析，小球以相同的速度从B点竖直上抛，同理亦可以测得。G国卷/某实验小组用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示，拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺(最小分度为1 mm)读取的5个连续影像的读数依次为初、心、xB,我、xD.根据表中数据，完成下列填空：(1)以 上 哪 个 数 据 不 符 合 刻 度 尺 读 数 要 求(选 填 切、心)；物块到达B点时的速度VB为 m/s(保留3位有效数字)；(3)请充分利用数据计算出物块的加速度a为 m/s2(保留3位有效数字).【答案】(l)x。(2)1.72
15、4.30【解析】(1)由于刻度尺的最小分度为0.1 c m,读数需要估读，则X。不符合刻度尺读数要求.工 “0“XC-XA(50.25-15.86)X10-2(2)由于B点是A、C两点的中间时刻，所以%=乙7 1F =-NX,-m/s 1.72m/sZ A U.15学 土 t XBDXOB 73.9030.91-(30.91 5.10)八0(3)由逐差法付物块的加速度大小为a 而 一=-4义()J-10-rn/s24.3 0 m/s2.例题3.一同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度1=3.0 cm的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下先后以恒定的加速度通过两个光电门，配套的数字计
16、时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为&=0.3 0 s,通过第二个光电门的时间为A t2=0.1 0s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 t=4.0 so试估算：滑 块 经 过 第 一 个 光 电 门 时 的 速 度 大 小 匕=m/s；在滑动过程中，滑块的加速度大小a=m/s2o（结果保留两位小数）【解析】滑块经过第一个光电门的速度为=-7=黑*1/5=0.1 0 m/s,滑块经过第二 t U.J U个光电门的速度为外=-7=右 当 m/s=0.3 0 m/s,匕2 v.1 U,、心 八 上 j 入、.“口 0.3 0 -0.1 0 ,2 八八一7 2由加速度的
17、定义式得H=17=-m/s=0.0 5 m/s-。G国扈您/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，如图甲所示.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，图乙记录了桌面上连续的6 个水滴的位置.（已知滴水计时器每3 0 s 内共滴下4 6 个小水滴）滴水针头彳一小车左右甲左.*一x-+-+-4 右 83 口0 0）17 133 150 1mm乙（1）由图乙可知，小车 在 桌 面 上 是（填“从右向左”或“从左向右”）运动的.（2）该小组同学根据图乙的数据判断出小车做匀变速运动.小车
18、运动到图乙中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)【答案】(1)从 右 向 左(2)0.1 9 0.0 3 7【解析】(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图乙可知，小车在桌面上是从右向左运动的.3 0(2)滴水计时器每3 0 s内共滴下4 6个小水滴，其滴水的时间间隔为T=j r s 0.6 7s.根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图乙中A点位置时的速度大小为VA=O 22 XI 0.0/tm/s-0.1 9 m/s.根据逐差法,共有5组数据，舍去中间的一
19、组数据，则加速度”X4+X5 XI-X2=乔 =(1 0 0+8 3-1 5 0-1 3 3)X 0,0 0 16 X 0.6 7 2m/s2=-0.0 3 7 m/s2,因此加速度的大小为0.0 3 7 m/s2.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(未到达滑轮处).从纸带上选取便于测量的部分，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计n馈 警 细 线1 1.0 1 1 2.2 8 1 1 0.叫 8.6+叫 r4.6()滑,轮 单位：cm/1 2 3 4 5 6 7 8 9 1()
20、1 1 j综 物！J由*3.0 0 15.0 1甲 乙(1)实验中除r打点计时器外，下 列 还 需 要 用 到 的 测 量 器 材 是.A.游标卡尺B.秒表C,毫米刻度尺 D.托盘天平(2)通过分析纸带上的数据，可 判 断 物 块 开 始 减 速 的 时 刻 位 于.A.计数点5和6之间某时刻B.计数点6和7之间某时刻C.计数点7和8之间某时刻若打点计时器所接电源的频率为5 0 Hz,计数点5对应的速度大小为 m/s,计数点6对应的速度大小为 m/s.(均保留三位有效数字)【答案】(1)C (2)B(3)1.0 0 1.2 0【解析】(1)本实验需要根据纸带上的数据计算物块的速度，故需要用到刻
21、度尺测量点距，C正确.(2)从题图乙可以看出，物块从计数点1开始加速，相邻相等的时间间隔的位移差大约为2c m,而第6个到第7个计数点间的距离与第5个到第6个计数点间的距离相比增加了 1.2 7c m,故开始减速的时刻位于计数点6和7之间某时刻，B正确.（3）相邻计数点的时间间隔T=0.1 s,、2 X46(9.00+11.01)X10-2则计数点5对应的速度。5=行=-c-m/s 1.00 m/s乙 l Z Z X U.1由逐差法可得匀加速阶段的加速度大小为。=*泮=(9.00+ll.01-5.01-7.01)X I0-2,4X0.12 m*=2.00 m/s2因而 0 6=s+a T=1.
22、20 m/s.例题4.（2020 江苏卷”）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示.（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是.下 列 主 要 操 作 步 骤 的 正 确 顺 序 是.（填写各步骤前的序号）把刻度尺竖直固定在墙上捏住小球，从刻度尺旁静止释放手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置打开手机摄像功能，开始摄像（3）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图乙所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为春s,刻度尺的分度值
23、是1 mm,由此测得重力加速度为 m/s2.乙（4）在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向.从该视频中截取图片，（选 填“仍能”或“不能”）用（3）问中的方法测出重力加速度.【答案】小 钢 球（2）（3）9.6（9.59.7均可）（4）仍能【解析】（2）安装好器材后，先打开手机摄像功能，再由静止释放小球.这类似于使用打点计时器时先接通电源，再释放纸带，故顺序是.（3）由题图乙读得 M=2.50 c m,X 2=2 6.5 0 c m,77.2 0 c m,由（X 3 一 一 汨 尸 ，7=s,解得 g9.6 m/s2.（4）释放时手抖动，导致小球的运动偏离了竖
24、直方向，但在小球下落过程中，小球竖直分运动仍然是加速度为重力加速度g的运动，故仍能用（3）问中的方法测出重力加速度.G国定（1）某同学在研究性学习中利用光电门传感器针对自由落体运动进行了研究，如图所示，用铁架台固定竖直长木板，光电门A、8分别固定在长木板上，A 8 相距S =4 1 c m；现从光电门A上方某高度静止释放一个小球，小球通过A、B的时间分别为6=1.0 5 x1 0%、A/2=3.50X10-3S,小球直径 d =1 0.5 0 m m,回答下列问题:小 球通过光电门A时的瞬时速度为m/s（计算结果取三物体的加速度。=m/s?；（计算结果取三位有效数字）两光电门安装时需要注意的事
25、项是（2）某小组设计了使用位移传感器的图示实验装置测量木块下滑的加速度，让木块从倾斜木板上一点A静止释放，计算机描绘了滑块相对传感器的位移随时间变化规律如图所示,根据图线计算九时刻速度y的大小，木块加速度的大小。=（用图中给出的、S、S?、0 表 TFi）。位移传感器接计算机$3 卜 一;-。玲 2/Q 3,o【答 案】1.0 0 9.76 必须使两光电门的连线在竖直方向-【解 析】（1）由 于 小 球 通 过 光 电 门 的 时 间 极 短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有:滑 块 经过光电门A时的速度表达式d 0.0 1 0 5 0 ,_以=7=n m/s=1 m/s 经 过 光
26、电 门2时的速度表达式r v/V z 1 V/d 0.0 1 0 5 0 /.i以=T=n n c m=3 m/s设 物 体 的加速度为a,根据匀变速直线运动公有 G U.UUJ 3 UV22-vi2=2ax解得鼻2 _ 2“=上 二 一m/s2=9.7 6 m/s2两光电门安装时需要注意的事项是必须使两光电门的连线2 x 0.4 1在竖直方向。（2）根 据s”图线可知，物体匀加速下滑，则山时刻速度等于02。时间内的平均速度，大小为=之 于 根 据s=a tj则(s/-S2)-(sa-s/)=ato2解得2 sl 5 0$2a=G国6a 乙某物理小组利用图甲所示的装置测当地的重力加速度g,在铁
27、架台上安装两个光电门，光 电 门1固定，光 电 门2可 上 下 移 动.将 电 磁 铁 通 电，小铁球静止在电磁铁下端，调整两光电门的位置，让电磁铁断电后，小球沿竖直线通过两个光电门，光电计时器能记录小铁球从光电门1运 动 至 光 电 门2的 时 间t.二光电门i三光电门2，收集盆卬 (1)用游标卡尺测量小铁球的直径，测量结果如图乙所示，则小铁球的直径 D cm；1 2 3cmi(I I 1 J J J J ，1 LL!I I iI“f I”I 11111 )()10 20乙(2)使小铁球由静止下落，用铁架台上的固定刻度尺测出两个光电门之间的距离h,及对应的运动时间保证光电门1的位置不变，多次
28、改变光电门2的h li高度，并测出多组力和f,以彳为纵坐标，以f为横坐标，作出彳一f的关系图线如图丙，不考虑小铁球直径对实验的影响，则纵截距的含义是;当地重力加速度的测量值g=m/s2(结果保留两位有效数字).2.76HA2.03 厂0 0.15 t/s丙(3)如果考虑空气阻力对实验的影响，则重力加速度的测量值与真实值相比(填“偏小”“相等”或“偏大”).【答案】(1)1.000(2)小铁球经过光电门1时 的 速 度9.7(3)偏小【解析】(1)游标卡尺的精确度为0.05 m m;游标卡尺的主尺读数为10 mm,游标尺读数为0.05X0 mm=0.00 m m,则小铁球的直径Z)=10 mm+
29、0.00 mm=1 0.00 mm=1.000 cm;(2)设小铁球经过光电门1的速度为根据位移一时间公式则有h=Vt+gt2,变形得，由此可知纵截距的含义是小铁球经过光电门1时的速度，斜率为2.762.03.结合图像可得g=2 Z=2 X m/s2-9.7 m/s2(3)如果考虑空气阻力对实验的影响，实际小铁球下落的加速度变小，则测得的重力加速度偏例 题 5.某实验小组用DIS实验系统研究小车在斜面上的运动规律。下图是将小车在斜面底端以一定初速度推出后得出的s-r图像，纵坐标的单位是c m,横坐标的单位是s,进一步实验证明，小车在上滑和下滑过程中均做匀变速直线运动。在图中记录的运动过程中，速
30、度为零的时刻是（保留一位小数）。从图中可以看出，AB段的加速度的与BC段的加速度痣的大小关系是：a,（选 填 或 ）小小车上滑时的平均速度大小为m/s,小车滑回底端时的瞬时速度大小为 m/s。（以上速度大小计算结果保【解析】小车在斜面底端以一定初速度推出后得出的S T图像，在S T图像中，图像的斜率表示物体速度的大小，速度为零的时刻即该点的斜率为零，所以速度为零的位置是8位置，即时刻是1.8s。从图中可以看出，4 8段和BC段的位移大小相等，小车沿斜面向上做匀减速运动到速度为零，沿斜面向下做从静止开始的匀加速运动。在A 8段的运动时间小于在8 c段的运动时间，所以A B段的加速度4与8 c段的
31、加速度的的大小关系是：4 出。由图可读出上滑距离4 6 c m,则上滑过程中的平均速度大小为v=-0.5 8 m/s 4 下滑过程中的平均速度大小为V，=oo4?o=623m zs由匀变速直线运动平均速度公式3.0 1.0正=空 即0+v0.23=上二 达 到 底端时的瞬时速率为v=0.46m/s用 DIS实验研究小车位移和时间的关系时，将位移传感器的（选填：发射、接收）部分固定在轨道一端，并将它与 相连。实验时得到如上图所示的s-f图像，从 图 中 可 知 小 车 运 动 的 方 向 是 （选填：靠近 或【解析】用 DIS实验研究小车位移和时间的关系时，将位移传感器的发射器部分固定在小车上，
32、随小车一起运动，位移传感器的接收部分固定在轨道一端，并将它与数据采集器相连。由 s-f图像可知，随着时间延长，位移在增大，说明小车运动的方向是远离位移传感器的接收部分s-f图像的斜率大小表示速率，由图像可知，2.0s3.0s间斜率为零，说明小车静止。（1）以下四副照片中，“用 DIS测定加速度”的实验装置是A.可以使用A 实验装置，直接用x-f图像处理数据B.可以使用C 实验装置，将测得的数据，通过数据采集器和计算机转化为M 图像C.可以使用c 实验装置，直接得到加速度随时间变化的图像D.可以使用D 实验装置，通过图像分析物体在运动过程中速度的变化情况（3）如图所示，某同学用DIS设计了一个测
33、量物体瞬时速度的实验。第一次实验时，该同学在小车上固定挡光片时，使挡光片的前端朝向车头，依次更换四个挡光片，将小车从轨道上同一位置P 由静止释放，获得了 4 组实验数据。第二次实验时，他将挡光片倒置，使挡光片的前端朝向车尾，仍将小车从轨道上同一位置P 静止释放，又得到4 组实验数据。实验完毕，得到两张表格:表一:不同的挡光片通过光电门的时间（S）速 度（m/s）A0.154250.519B0.112090.535C0.072550.551D0.035100.570表二:不同的挡光片通过光电门的时间（S）速 度（m/s）A0.230480.349B0.174540.345C0.115620.34
34、4D0.058600.342分析表格中的数据，可知表 是将挡光片倒置后所得的数据，表中与小车车头到达光电门的瞬时速度最接近的是 m/so【答案】C B 0.342【解析】（1）1 用DIS测定加速度的实验装置图是C.本实验采用了位移传感器，代替了打点计时器，通过数据采集器和计算机转化成为M图像，其斜率反映了物体的加速度。（2）2A.X-/图像的斜率反映了速度，A错误；B.将测得的数据，通过数据采集器和计算机转化为片图象，V1图象的斜率反映了物体的加速度，B正确；c.C中的实验装置无法测得加速度与时间的关系，c错误；D.D实验装置，需要通过计算而不是图像分析速度的变化情况，D错误。故选Bo（3）
35、将挡光片倒置，等效与挡光片到达光电门的位移变大了，由于从同一位置静止释放，小车的加速度均相同，故可知将挡光片倒置时.，测得的数值会偏大，故为表一是将挡光片倒置时测得的数据4 由于小车每次从同一位置由静止开始下滑，故每次到光电门的速度相同，挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，越接近瞬时速度，故为表二的数据D,为0.342m/s薪 桶 境 绿 合 攫 开 练1.（2018北京卷2 1改编）用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.小产,带,点 计时器甲 主要实验步骤如下：a.安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次.b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作
36、计时起点。=0）,然后每隔相同的时间间隔7选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、F所示.$(0 A B C D E fQ)乙c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E.点时小车的速度，分别记作功、。2、。3、。4、。5.d.以速度。为纵轴、时间r 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和(填 选 项 前 的 字 母).A.电压合适的5 0 H z 交变电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含祛码)在图中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画
37、出。一r 图像.(3)观察。一/图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是.。-r 图像斜率的物理意义是.(4)描绘。-f图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度庚示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对 加 的 要 求 是(选 填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的A x 大小与速度测量的误差_ _ _ _ _ _ _ _(选填“有关”或“无关”).【答案】(1)A C (2)如图所示V 7 27 3r 4T 57 t(3)小 车 的 速 度 随 时 间 均 匀 变 化 加 速 度(4)越小越好有 关【解析】(1)打点计时器使用的是交变电源，故选A,不选B;相邻打
38、点间的时间是已知的，故不选D;计数点间的距离需要用刻度尺测量，故选C;由于不需要知道小车和重物的质量，故不需要天平(含祛码)，故不选E.(2)连线时要让尽量多的点在一条直线上，其他点均匀地分布在直线两侧.(3)可以依据。一f图像是倾斜的直线(斜率一定)，即小车的速度随时间均匀变化，判断出小车做匀变速直线运动；o-f图像的斜率表示加速度.A rA r(4)严格地讲，力表示的是加内的平均速度，只有当加趋近于0时，兀才表示瞬时速度，因此若用詈表示各计数点的瞬时速度，对加的要求是越小越好；从实脸的角度看，选取的 越小，用器计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度，但A r过小，测量误差增大，因此选取的
39、A r大小与速度测量的误差有关.2.(多选)在公路上常使用 超声波测速仪 测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发射和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。图甲中仪器”和N通过电缆线连接，N为超声波发射与接收一体化装置，仪器M能够将仪器N发射和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现将仪器N固定在距离公路d=60m的C点，如图乙所示(俯视图)，仪器N每隔T=2.42s向做匀速直线运动的汽车发射两列短促超声波脉冲、P2,接收到滞后的反射波勺、叫，仪器M显示的脉冲波形如图丙所示。已知汽车反射两脉冲信号对应的位置如图乙中A、
40、B两点，测定条件下超声波在空气的速度=341 m/s,则下列说法正确的是()c甲A.I AC|=75mB.|BC|=100mC.AB=25mD.汽车的速度大小为14m/s【答案】ABD【解析】A.射向A位置的超声波发射和接收的时间间隔2 42A?.=-x 4s=0.44s 山图可知22I AC|=g v声D 4=g仓 由41 0.44m=75m选项A正确；B.射向B位置的超声波发射和接收的时间间隔2 42Ar,=x5.33s=0.5863s 由图可知-22|8 c l=|vj!（D r,=J仓641 0.5863m=100m选项 B 正确；C.由几何关系可知|JlOO?-a)?-1752-6(
41、)2=35111 选项 C 错误;D.汽车从A到B的时间/=笺2 42 x（；4 +18+芋5 33）s=2.5s的速度大小为u=r=我m/s=14m/s选 项D正确。故选ABD。3.（多选）甲、乙两小球在两条平行直线上向右运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下两小球每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔相等。由图可知（）6 ,2 6 ，4“6甲 OOOO。O O 一 11 一 一 1 一 一 1 一 1 一 1 一 一 1 一 A.在0时刻，甲在乙前乙。0。0。0。011 I?14，5，6 3%面B.甲、乙相遇了 2次C.到“之间某时刻甲、乙相遇D.然之前甲的速度小于乙的
42、速度【答案】AB【解析】A.由图可知，甲球在77时刻已经超过乙球，A正确：B.由图可以看出，甲球做加速运动，乙球做匀速运动，时刻甲球靠前，故刚出发不久乙球追上甲球，由于甲球不断加速，故最终会再次超过乙球，故两球相遇两次，B正确；C.到6之间乙一直在甲前面，则甲、乙没有相遇，C错误；D.在独到之间的时间内甲、乙的位移相等，平均速度相等，但甲做加速运动，则在4之前某时刻，甲的速度开始大于乙的速度，D错误。故选AB.4.雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来，已知该电磁波速度为3xl08m/s,某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示
43、，经过片173s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，己知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为lxl0-4s,则该飞机的飞行速度大小约为300m/sB.10076 m/sC.500m/s D.400m/s【答案】A【解析】已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为i(r4s，从左图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即f=4 x l(r*s 利用公式可得刚开始相距 4 =0.53=0.5x3x108 x4xl0Tm =6xl()4m同理173s后相距S2=0.5W=0.5x3xl08x2xl0-4m=3 xl(r m结合几何关系，故移动的距离为AS=旧-s；=7(6xlO4)2-(3x
44、lO4)2m 5.2xl04m 移动的速度V=I。=3(X)m/s故选 AAt 1735.(1)打 点 计 时 器 接 (选填 交流 或 直流)电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔 秒打一个点。(2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度(3)关于打点计时器的使用说法正确的是A.电磁打点计时器使用的是36V以下的直流电源B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快(4)在 练习使
45、用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示，是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。试求：求B。、。了两个过程的平均速度。VBD=m/s；vi)f=m/So(结果保留两位有效数字)y g j goj 2.38 1 2.88 小 3.3 9 3.8 7 :c ms一?答 A B C D E F案】交流 0.02 AB C 0.21 0.31【解析】(1)1打点计时器接交流电源，当频率是50Hz时，打点计时器打点周期为T=0.02sf(2)打点计时器在随物体一起运动的纸带上每隔0.02s打下
46、一个点，点的间隔就反映了物体的位置变化情况，所用可以从纸带上直接得到位移：通过数点的多少可以得到运动的时间间隔。平均速度和瞬时速度都不能直接得到，故AB正确，CD错误；(3)4 A.电磁打点计时器使用的是低压交流电，A错误；B.在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，打点稳定后，再让物体运动，B错误；C.使用的电源频率越高，周期越小，打点的时间间隔就越小，C正确；D.纸带上打的点越密，说明相同时间内物体的位移越小，物体运动的越慢，D错误。（4）8/）段的平均速度为=诞 J+2.3 8）x l （尸忝=0.2 1 m/s。/段的平均速度为2 T 2 x 0.1=延=（2.8 8 +3.3 9）
47、x 1 0 2 向s =o.3 1 m/s 6.某同学利用打点计时器研究做匀变速直线运2 T 2 x 0.1动小车的运动情况。图示为该同学实验时打出的一条纸带，其中纸带有端与小车相连接，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1 0 s。请回答下列问题：（1）关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是A.电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短B.纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定D.如果将交流电源改为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变（2）根 据纸带请判断卜SBC A_ J,A,C,D、cm(lll
48、l|llll|l)1ll|llll|llll|lll2|llll|llll|llll|llll|3 4 5lll|llll|llll|IIF该 小 车 的 运 动 属 于 （填 匀速、匀加速、匀减速）直线运动;从刻度尺中可以得到SAB=c m、$亦=c m ,打点计时器打B点时小车的速度%=m/s（结果保留三位有效数字）【答案】C 匀减速 1.2 0 1.7 0 0.1 4 5【解析】（1）1 A B C.打点计时器打点时间间隔与频率决定，与电压大小、纸带速度无关，A B 错误，C正确；D.如果将交流电源改为直流电源，打点计时器将不能正常工作。D 错误。故选C o（2）刻度尺读数应考虑其最小刻
49、度为1mm,读数时估读到1mm的下一位SAli=1.2 0 c m SBC=2.9 0 c m-1.2 0 c m =1.7 0 c m SCD=5.1 0 c m-2.9 0 c m =2.2 0 c m 得Sen SBC S八 8 又AX=SCD-SBC=SU C-SA B=0.5 0 c m纸带右端与小乍相连接，可以判断小乍做匀减速直线运动；根据匀变速宜线运动某段的平均速度等于其中间时刻的速度=Sahh c=L 2（-70c m/s0.1 4 5 m/s7.某同学用如图（a）所示的实验装置研究匀变速运动，将木块从倾角为6的木板上静止释放，与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位
50、置随时间变化的规律，如 图（b）中的曲线所示。图中木块的位置从演（2）若只增大木板的倾角，则木块相对传感器的位置随时间变化的规律可能是图b中的曲线（选填图线序号），理由是。答案号1、今+*见 解 析【解析】（1）木块在斜面上做匀加速直线运动，物块经过巧位置的时刻为演到天的中间时刻，则经过巧位置的瞬时速度等于%,到%的平均速度匕=当3由相邻相等时间内位移之差加可得=（七-）一（今一 士六仃，解得a =x3-2x2+x,（2）若只增大木板倾斜的角度，加速度增大，根据*=；4产可知经过相同时间位移增加量更大，故木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的。8.某兴趣小组，想要利用手机的连拍功能探究