1、 第67节 测定物体的加速度【2019年物理全国卷1】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研究。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50 Hz，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ABCDE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）。【答案】 (1). A (2). 0.233 (3). 0.75【解析】【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带
2、的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度。故本题正确答案为：A；0.233；0.75。1.2017年新课标I卷22（5分）左右滴水针头小车图（a）水83100117133150左右mm图（b）A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30 s内共滴下46个小水滴）（1）由图（b）可知，小车在桌
3、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）0.19 0.037【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30 s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=0.037 m/s2。2.2016年天津卷9.（2）某同学利用图示装置研究小
4、车的匀变速直线运动小车纸带钩码接电源打点计时器长木板细线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AEGs1BCDFs2s3s4s5s6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
5、字）【答案】AB 0.80 0.40【解析】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。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年海南卷绳子图（a）钩码纸带打点计时器物块ABCDE4.616.598.6110.61图（b）单位：cm11.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
6、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）0.56 0.96； （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
7、加速运动，则根据速度公式：vD= vB+a2T，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。OD间的距离为_cm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）。123cmOABCDE图(a)+s/cmt2/s2O0.010.020.030.040.050.061.02.03.0图(b)答：1.20 加速度一半，0.933 【解析】1cm+1mm2.0格=1.20cm，加
8、速度一半，所以a=0.933m/s25. 2014年理综大纲卷22(6 分)x4x3x2x1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g9.80m/s2。x1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00单位：cm根据表中数据，完成下列填空：物块的加速度a m/s2(保留3位有效数字)。因为 ，可知斜面是粗糙的。【答案】(1
9、)4.30（填“4.29”或“4.31”同样给分）(2)物块加速度小于gh/s5.88 m/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 a4.30 m/s2.(2)根据牛顿第二定律，物块沿光滑斜面下滑的加速度agsin gh/s5.88 m/s2，由于aa，可知斜面是粗糙的6. 2013年广东卷s1s2s3s4s5s64321567图16(b)图16(a)小车纸带打点计时器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
10、录点未画出。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）图16（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。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：DCBA， 0.1， ， 解析：时间T=nT0=50.02s=0.1s (n为相邻两个计数的间隔数)；用在匀变速直线运动中：中间时刻的速度等于平均速度；取 则：就可用求a7.2018年江
11、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：H重锤1重锤2用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；在重锤1上加上质量为m的小钩码；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；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2MD
12、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
13、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. M接电源球槽触头K电磁铁(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
14、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. 980 m，10 个小球下落的总时间 T =6. 5 s. 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t 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t,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t
15、 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
16、去t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。单位 cm1 3.00 23455.01 7.01 9.00 11.01 6789101112.28 10.60 8.61 6.60 4.60 图乙图甲重物滑轮细线物块打点计时器通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。计数点5对应的速度大小为 m/
17、s，计数点6对应的速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）。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：6；7 (或7；6) 1.00；1.20 2.00；偏大解析：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x=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。计数点5对应的速度大小为，计数点6对应的速度大小为。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
18、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。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。图14（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取 （填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和 。图(b)图(c)重物打点计时器纸带接电源+电源图 (a)图14答案：靠近， 先通电源， 再释放纸带； b， 纸带与打点计时器间的阻力解析：
19、由实验装置示意图可知，需要通过打点计时器在纸带上打出若干点，来研究重物的下落运动，因此开始时，重物要靠近打点计时器，以确保有限长度的纸带能够原来打点的有效部分足够长，本实验时通过自由落体运动来测量重力加速度，因此要让纸带上第一个打点对应的速度为0，所以要先通电源，再释放纸带。对照两条纸带可以看出，纸带b的点迹间隔逐渐变大，而纸带c的点迹间隔先逐渐变大后逐渐变小，说明c对应的重物运动是先加速，后减速，不符合自由落体运动的特征，因此应选用纸带b，自由落体运动的前提是物体只受到重力作用，而实验中，重物在下落过程中还受到空气阻力作用，并且受到纸带与打点计时器间的摩擦阻力作用。11. 2011年上海卷A
20、Bdbb26（5分）如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间t1和t2，则小车加速度a= 。（多选题）为减小实验误差，可采取的方法是（ ）A增大两挡光片宽度b B减小两挡光片宽度bC增大两挡光片间距d D减小两挡光片间距d答案：（1）， （2）BC。解析：本题考查测量匀变速直线运动的加速度实验及误差分析。小车经过A点时速度vA，小车经过B点时速度vB，由公式：2advB2vA2，解得加速度a。为了减小实验误差，可采取的措施，可通过减小两挡光片的宽度b来更加精确地获得小车经过A和B处的
21、瞬时速度，也可通过增大两挡光片之间的距离d来增加小车运动的时间来减小时间的测量误差，故选BC。12. 2011年新课标版滑块遮光片光电门甲光电门乙图123（10分）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000
22、.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22t(s)(m/s)stO2.01.91.81.71.61.51.41.31.21.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0图2完成下列填空和作图：若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_；根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；由所画出的s/t-t图线，得出滑块加速度的大小为a=_m/s2（保留2位有效数字）。【解析】（1）滑块做匀加速直线运动，利用有解得t(s)(m/s)stO2.01.91.81.71.61.51.41.31.21.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0图3（2）图线如图3所示， （3）由可知，图线斜率绝对值为,作图求出斜率k，即，解得a=2.0m/s2
