测定物体的加速度.docx

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测定物体的加速度

第67节测定物体的加速度

1.2017年新课标I卷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。

实验时学.科.网，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）

【答案】

（1）从右向左；

（2）0.190.037

【解析】

（1）小车在阻力的作用下，做减速运动，由图（b）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动；

（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为：

，

所以A点位置的速度为：

，

根据逐差法可求加速度：

，

解得a=0.037m/s2。

2.2016年天津卷9.

（2）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50HZ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=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；

则小车的加速度a=m/s2（要求充分利用测量数据），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】①AB②0.800.40

【解析】①实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验中，没有必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；此实验中不需要平衡小车与木板间的摩擦力，选项D错误；故选AB。

②两点间的时间间隔T=1s,由逐差法可得

打点计时器在打B点时小车的速度.

3.2016年海南卷11.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50Hz。

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/s。

（保留两位有效数字）

【答案】

（1）0.560.96；

（2）2.0

【解析】

（1）根据匀变速直线运动中中间时刻的读数等于该过程中的平均速度，所以：

，

（2）根据题意，该同学认为物块的运动为匀加速运动，则根据速度公式：

vD=vB+a∙2T，代入数据整理可以得到：

a=2.0m/s2.

4.2011年理综广东卷

34．

（1）图（a）是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。

加速度大小用a表示。

①OD间的距离为_______cm

②图（b）是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_______，其大小为_______m/s2（保留三位有效数字）。

答：

①1.20②加速度一半，0.933

【解析】1cm+1mm×2.0格=1.20cm，

加速度一半，，所以a=0.933m/s2

5.2014年理综大纲卷

22．（6分）现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读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。

已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。

数据如下表所示。

重力加速度大小g＝9.80m/s2。

x1

x2

x3

x4

h

s

10.76

15.05

19.34

23.65

48.00

80.00

单位：

cm

根据表中数据，完成下列填空：

⑴物块的加速度a＝m/s2（保留3位有效数字）。

⑵因为，可知斜面是粗糙的。

【答案】

（1）4.30（填“4.29”或“4.31”同样给分）　

（2）物块加速度小于gh/s＝5.88m/s2（或：

物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度）

【解析】

（1）根据逐差法求出加速度a＝＝4.30m/s2.

（2）根据牛顿第二定律，物块沿光滑斜面下滑的加速度a′＝gsinθ＝gh/s＝5.88m/s2，由于a＜a′，可知斜面是粗糙的．

6.2013年广东卷

34.

（1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a）所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图16（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如下：

A.测量完毕，关闭电源，取出纸带

B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：

（用字母填写）

②图16（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s

③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=。

④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=

答：

①DCBA，②0.1，③，④

解析：

①

②时间T=nT0=5×0.02s=0.1s（n为相邻两个计数的间隔数）；

③用在匀变速直线运动中：

中间时刻的速度等于平均速度；

④取则：

就可用求a

7.2018年江苏卷11．（10分）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。

细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。

实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。

释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t。

请回答下列问题

（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的（选填“偶然”或“系统”）误差。

（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了。

A．使H测得更准确

B．使重锤1下落的时间长一些

C．使系统的总质量近似等于2M

D．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。

现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做?

（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0。

用实验中的测量量和已知量表示g，得g=。

答案：

（1）偶然

（2）B

（3）在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落

（4）

解析：

（1）时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差，所以属于偶然误差。

（2）由于自由落体的加速度较大，下落H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。

（3）为了消除滑轮的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重锤1上，轻拉重锤放手后若系统做匀速运动，则表示平衡了阻力。

（4）根据牛顿第二定律有，又，

解得。

8.2013年江苏卷

11.（10分）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落，M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球。

当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落……这样，就可测出多个小球下落的总时间.

（1）在实验中,下列做法正确的有

（A）电路中的电源只能选用交流电源

（B）实验前应将M调整到电磁铁的正下方

（C）用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

（D）手动敲击M的同时按下秒表开始计时

（2）实验测得小球下落的高度H=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s.可求出重力加速度g=m/s2.（结果保留两位有效数字）

（3）在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.

（4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响?

请推导说明.

答案：

（1）BD

（2）9.4

（3）增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值.（其他答案只要合理也可）

（4）见解析

解析：

（1）电路中的电源的作用是为电磁铁通电，选用交流电源和直流电源都可以，故A错；实验前应将M调整到电磁铁的正下方，以便于金属球敲击弹性金属片M，故B对；用直尺测量金属球下端到M的竖直距离作为小球下落的高度，故C错；手动敲击M的同时按下秒表开始计时，故D对。

（2）根据，又t=065s，H=1.980m，求得g=9.4m/s2。

（3）增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值.（其他答案只要合理也可）

（4）由和

可得,因此可以消去Δt的影响.

9.2012年理综山东卷21．

（1）（13分）

（1）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（尚未到达滑轮处）。

从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。

打点计时器电源的频率为50Hz。

①通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。

②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。

（保留三位有效数字）。

③物块减速运动过程中加速度的大小为a=m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值（填“偏大”或“偏小”）。

答：

①6；7（或7；6）②1.00；1.20③2.00；偏大

解析：

①根据匀加速直线运动的推论，相邻相等时间内位移之差是常数Δx=aT2，可知开始位移之差为2cm，所以6和7之间某时刻开始减速。

②计数点5对应的速度大小为，

计数点6对应的速度大小为。

③物块减速运动过程中加速度的大小为

考虑到匀减速阶段，由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,由得所以用计算物块与桌面间的动摩擦因数得到的结果比真实值偏大。

10.2015年广东卷34．

（1）（8分）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。

①请完成以下主要实验步骤：

按图14（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物（填“靠近”或“远离”）计时器下端；，，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。

②图14（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取（填“b”