2017 - 2018学年高考物理精做01实验：研究匀变速直线运动大题精

精做01 实验：研究匀变速直线运动

1．（2017·新课标全国Ⅰ卷）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30 s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/s。（结果均保留两位有效数字）

【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037

2

【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。

2．（2017·新课标全国Ⅱ卷）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。

实验步骤如下：

①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间?t； ③用?s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的?t时间内的平均速度大小，求出v；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出v–?t图，如图（c）所示。

完成下列填空：

（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速

度大小，则v 与vA、a和?t的关系式为v=_____________。

（2）由图（c）可求得，vA=_____________cm/s，a=_____________cm/s。（结果保留三位有效数字）

2

【答案】（1）vA?1a?t （2）52.1 16.6（15.8~16.8） 2【解析】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：v?vA?a?t，

vA?v1，联立解得：v?vA?a?t； 22153.6?52.12

cm/s2?8.3cm/s2，（2）由图（c）可求得vA=52.1 cm/s，a?即a=16.6 cm/s。 ?32180?10且v?【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。

3．（2016·天津卷）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。

（1）实验中必要的措施是______。

A．细线必须与长木板平行

B．先接通电源再释放小车

C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计

数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，

s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。则小车的加速度a=______m/s2（要

求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=_______m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）AB （2）0.80 0.40

【名师点睛】本题是一道考查研究小车的匀变速直线运动的常规实验题。注意不要把此实验与验证牛顿第二定律的实验相混淆；在验证牛顿第二定律的实验中，要求小车的质量远大于钩码的质量和平衡小车与长木板间的摩擦力，但在此实验中是不必要的。

4．（2016·海南卷）某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。

根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：

（1）在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s。在打出D点时，物块的速

度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）

（2）物块的加速度大小为_______m/s2。（保留两位有效数字） 【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.0

【名师点睛】根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上小车的瞬时速度大小，然后用速度公式求加速度即可。

5．用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系． （1）下列操作中正确的有_________。

A．调节滑轮的高度，使拉小车的细线与长木板保持平行 B．实验时，先放开小车后再接通打点计时器的电源 C．增减小车上的砝码后不需要重新调节长木板的倾角 D．小车撞击到滑轮后立即关闭电源

滑轮 力传

感器

图甲

图乙

（2）若砂和砂桶的质量为m，小车和砝码的质量为M，此实验_________（选填“需要”或

“不需要”）满足M>>m的条件；

（3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的

两个计数点之间还有四个点未标出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=3.20 cm、xBC=3.63 cm、xCD=4.06 cm、xDE=4.47 cm，xEF=4.89 cm，xFG=5.33cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a=_________m/s。（结果保留两位有效数字）

2

（4）某同学利用图示装置，将小车更换为木块，在长木板保持水平的情况下，测定木块与

木板间的动摩擦因数μ。某次实验中砂和砂桶的质量为m，木块的质量为M，利用纸带测出的加速度为a，力传感器的读数为F，重力加速度为g。则μ=_________。（试用上述字母表示）

【答案】（1）AC （2）不需要 （3）0.42 （4）

1F(?a) gM【名师点睛】本题是探究加速度与力、质量的关系实验；第2问是用力传感器可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高。

6．如图1所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成测定木块运动加速度

图1

（1）图2中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在。

照片A（电键一侧连蓄电池） 照片B 木块释放位置

图2