类型07 研究匀变速直线运动 （实验课）【满分课堂】2022-2023学年高一物理知识全解+典例剖析+易错提醒+链接高考系列（人教版2019必修第一册）含解析.docx

类型07 研究匀变速直线运动 （实验课） 题型1：对实验装置及误差的考查2题型2：对数据处理及注意事项的考查41实验目的(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(xaT2)。(3)测定匀变速直线运动的加速度。2实验原理(1)打点计时器作用：计时仪器，当所用交流电源的_时，_工作条件处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，_(2)匀变速直线运动的判断沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4，若xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且_利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v­t图象。_，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。3实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。4实验步骤(1)放长木板：把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。(2)定打点计时器：把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。(3)挂钩码：_，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。(4)打点：_，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。(5)重复：换上新的纸带，重复实验两次。5数据处理(1)计算速度根据_，求各计数点瞬时速度：vA，vB，vC等。(2)作v­t图象建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，根据数据描点。画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍去。(3)计算加速度方法一：根据a，先求出各点的速度，作出v­t图象，计算图线的斜率即加速度。方法二：根据a，将纸带数据分成时间相等的两大段，设图中相邻计数点的时间间隔是T，则a。6注意事项(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(3)先接通电源，计时器工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。(5)选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。题型1：对实验装置及误差的考查解题关键：产生误差的原因1偶然误差(1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差(2)用作图法作图时描点、画线不准确为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点2系统误差(1)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率(2)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度对此可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨【典例1】 用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律主要实验步骤如下：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计时起点O(t0)，然后每隔相同的时间间隔T，选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F、所示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v1、v2、v3、v4、v5、.D以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示图3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50 Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)(2)在图3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，并画出v­t图象(3)观察v­t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_v­t图象斜率的物理意义是_(4)描绘v­t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对t的要求是_(填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x大小与速度测量的误差_(填“有关”或“无关”)【变式1】某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验(1)请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)_电火花计时器天平低压交流电源细绳和纸带砝码、托盘和小车刻度尺停表一端带有滑轮的长木板(2)搭建好实验装置后，先_，再_纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的_(填“左”或“右”)端与小车相连(3)如图乙所示的纸带上，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1 s，则vB_m/s，a_m/s2.1利用纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn来计算2利用纸带求物体的加速度逐差法：如果有6段位移，根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即a，即为物体的加速度如果有4段位移，同理可得a.题型2：对数据处理及注意事项的考查解题关键1利用纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn来计算2利用纸带求物体的加速度逐差法：如果有6段位移，根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即a，即为物体的加速度如果有4段位移，同理可得a.【典例2】 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30 s内共滴下46个小水滴) (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)【变式2】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50 Hz. (1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_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”)(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(3)先接通电源，计时器工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。(5)选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。【链接高考】1.（2020·海南卷）（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：用手机查得当地的重力加速度g；找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期_；将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式_（用Tg表示）计算出轨道半径。（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：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；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_cm；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；让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为和；根据以上测量的数据计算出重力加速度_（结果保留三位有效数字）。2（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，实验装置如题图1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_。(2)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题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是，由此测得重力加速度为_。(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。1.（2021高考摸底测试）（6分）如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置，下图是打点计时器打出的纸带(1) 已知纸带上各相邻点的时间间隔为T，则小车运动的加速度大小的表达式为 （用所给的字母表示）(2) 若已知小车释放位置距桌面的高度h和到斜面底的距离L，重力加速度为g，小车的质量为m，测出的小车加速度大小为a，则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 纸带小车图 8OABCDEFs1s2s3s4s5s62.（2021广东省广州市下学期一模）用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 （1）实验的主要步骤： 用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d = _mm； 用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x； 滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； 读出挡光片通过光电门所用的时间t； 改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k_m-1·s-2；由此进一步求得滑块的加速度a=_m·s-2。（计算结果均保留3位有效数字）3如图所示中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的计时仪器。光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L5 mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为t10.10 s，t20.05 s，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t1 s，则：(1)图乙是_(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是_(选填“交流46 V”或“交流220 V”)。(2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为_m/s，第二个遮光片通过光电门的速度大小为_m/s。(3)小车做加速直线运动的加速度大小为_m/s2。4.（2021浙江选考模拟3）（1）在做“探究小车速度随时间变化”的实验中，下列仪器需要用到的有_。5.（2021洛阳名校联考）在“探究小车速度随时间变化规律”实验中。(1)某同学采用如图甲所示的装置进行实验，_(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，_(选填“需要”或“不需要”)测量小车的质量。(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图乙所示。在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离见下表，并画出对应的图线(其中横坐标数值表示第几个0.1 s，纵坐标对应的该0.1 s内物体的位移)如图丙所示。则小车的速度随时间_(选填“是”或“不是”)均匀变化；整个过程中小车的平均加速度为_ m/s2。(保留两位有效数字)图丙时间t/0.1 s123456相邻计数点的距离xn/cm1.452.453.464.445.456.461（2021江西部分重点中学第一次联考）在做“研究匀变速直线运动”的实验中：(1)实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计其中在本实验中不需要的器材是_(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T0.02 s，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度时间关系图线(4)根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度a_ m/s2.2（2021山东济南三模）（1）利用游标卡尺和螺旋测微器测量一工件的直径和高度，测量结果如图甲和图乙所示。该工件的直径为d= ，高度为 。（2）图丙为“研究匀变速直线运动规律”实验中获得的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，采用逐差法求得加速度的大小为a= m/s2（结果保留两位小数）。3.某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x011.40 cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm。试问：(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似。(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4_ m/s，小车的加速度a_ m/s2。(结果均保留二位有效数字)4利用图甲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）0.5000.6000.7000.8000.9000.950t（ms）292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22图乙完成下列填空和作图：（1）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vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图2-4乙给出的坐标纸上画出s/t-t图线；（3）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）。类型07 研究匀变速直线运动 （实验课） 题型1：对实验装置及误差的考查2题型2：对数据处理及注意事项的考查41实验目的(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(xaT2)。(3)测定匀变速直线运动的加速度。2实验原理(1)打点计时器作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。工作条件处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。(2)匀变速直线运动的判断沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4，若xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且xaT2。利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v­t图象。若v­t图象是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。3实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。4实验步骤(1)放长木板：把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。(2)定打点计时器：把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。(3)挂钩码：将小车停在靠近打点计时器的位置，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。(4)打点：先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。(5)重复：换上新的纸带，重复实验两次。5数据处理(1)计算速度根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，求各计数点瞬时速度：vA，vB，vC等。(2)作v­t图象建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，根据数据描点。画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍去。(3)计算加速度方法一：根据a，先求出各点的速度，作出v­t图象，计算图线的斜率即加速度。方法二：根据a，将纸带数据分成时间相等的两大段，设图中相邻计数点的时间间隔是T，则a。6注意事项(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(3)先接通电源，计时器工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。(5)选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。题型1：对实验装置及误差的考查解题关键：产生误差的原因1偶然误差(1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差(2)用作图法作图时描点、画线不准确为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点2系统误差(1)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率(2)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度对此可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨【典例1】 用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律主要实验步骤如下：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计时起点O(t0)，然后每隔相同的时间间隔T，选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F、所示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v1、v2、v3、v4、v5、.D以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示图3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50 Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)(2)在图3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，并画出v­t图象(3)观察v­t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_v­t图象斜率的物理意义是_(4)描绘v­t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对t的要求是_(填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x大小与速度测量的误差_(填“有关”或“无关”)【答案】(1)AC(2)如解析图所示(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流电源，故选A，不选B；相邻打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(含砝码)，故不选E.(2)连线时要让尽量多的点在一条直线上(3)可以依据v­t图象是倾斜的直线(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；v­t图象的斜率表示加速度(4)严格地讲，表示的是t内的平均速度，只有当t趋近于0时，才表示瞬时速度，因此若用表示各计数点的瞬时速度，对t的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的x越小，用计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度，但x过小，测量误差增大，因此选取的x大小与速度测量的误差有关【变式1】某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验(1)请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)_电火花计时器天平低压交流电源细绳和纸带砝码、托盘和小车刻度尺停表一端带有滑轮的长木板(2)搭建好实验装置后，先_，再_纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的_(填“左”或“右”)端与小车相连(3)如图乙所示的纸带上，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1 s，则vB_m/s，a_m/s2.【答案】(1)(2)接通电源释放小车左(3)0.260.4【解析】(1)本实验不需要天平测质量，电火花计时器应使用220 V交流电源，也不用停表测时间，故不需要的器材为.(2)正确的操作顺序是先接通电源，再释放小车，不能颠倒纸带上和小车相连的一端先被打点，此时纸带速度较小，点间距离较小，故左端与小车相连(3)B点对应的速度是vB m/s0.26 m/s，a0.4 m/s2.1利用纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn来计算2利用纸带求物体的加速度逐差法：如果有6段位移，根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即a，即为物体的加速度如果有4段位移，同理可得a.题型2：对数据处理及注意事项的考查解题关键1利用纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn来计算2利用纸带求物体的加速度逐差法：如果有6段位移，根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即a，即为物体的加速度如果有4段位移，同理可得a.【典例2】 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30 s内共滴下46个小水滴) (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)0.190.037【解析】(1)小车运动时由于摩擦力的作用，速度逐渐减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从右向左运动(2)滴水的时间间隔T s0.67 s小车运动到A点位置时的瞬时速度vA m/s0.19 m/s根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a m/s20.037 m/s2.因此加速度的大小为0.037 m/s2.【变式2】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50 Hz. (1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_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”)【答案】(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大【解析】(1)由纸带上各点间距可以看出，6、7两点间距离最大，在计数点6之前，连续相等的时间内位移差x2.00 cm，而6、7两计数点间位移与前一段位移之差xx67x562.00 cm.故物块在两相邻计数点6和7之间开始减速(2)根据v5可得，v5 m/s1.00 m/s，从点2到点6段的加速度a2.00 m/s2.而v6v5aT1.20 m/s.(3)物块在6、7点间加速度变化，减速过程加速度大小为a2.00 m/s2，但重物落地后，滑块向前运动时除受摩擦力作用外，纸带和限位孔之间也存在摩擦力作用，即mgF阻ma，故利用计算出的动摩擦因数比真实值偏大(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(3)先接通电源，计时器工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。(5)选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。【链接高考】1.（2020·海南卷）（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：用手机查得当地的重力加速度g；找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期_；将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式_（用Tg表示）计算出轨道半径。（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：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；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_cm；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；让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为和；根据以上测量的数据计算出重力加速度_（结果保留三位有效数字）。【答案】 竖直 【解析】(1)1滑板车做往复运动的周期为2根据单摆的周期公式，得(2)3两挡光片间的距离4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玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为根据速度位移公式有代入数据解得加速度2（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，实验装置如题图1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_。(2)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题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是，由此测得重力加速度为_。(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 9.61（9.59.7） 仍能 【解析】(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大体积小的小钢球最适合；(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，安装好三脚架，调整好手机摄像头的位置；因为下落时间很短，所以一定要先打开摄像头开始摄像，然后在将小球从刻度尺旁静止释放，故顺序为；(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm，26.50cm，77.20cm；小球做自由落体运动，根据可得(4)因为就算小球偏离了竖直方向，但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动，对实验结果无影响，故仍能用前面的方法测量出重力加速度。1.（2021高考摸底测试）（6分）如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置，下图是打点计时器打出的纸带(1) 已知纸带上各相邻点的时间间隔为T，则小车运动的加速度大小的表达式为 （用所给的字母表示）(2) 若已知小车释放位置距桌面的高度h和到斜面底的距离L，重力加速度为g，小车的质量为m，测出的小车加速度大小为a，则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 纸带小车图 8OABCDEFs1s2s3s4s5s6【参考答案】、（1）(S6 + S5 + S4 )- (S3 + S2+ S1)/9T2 （2）f=mgh/L-ma。【名师解析】（1）由x=aT2和逐差法，可得a=(S6 + S5 + S4 )- (S3 + S2+ S1)/9T2 （2）由牛顿第二定律，mgsin-f=ma，sin=h/L，解得：f=mgh/L-ma。2.（2021广东省广州市下学期一模）用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 （1）实验的主要步骤： 用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d = _mm； 用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x； 滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； 读出挡光片通过光电门所用的时间t；