力学常规实验打点计时器相关匀变速直线运动规律1. 【2019全国卷】某【解答】解：物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是A点；每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：t0.0250.1s，打出C点时的速度大小为：vC=BD2t=(5.85-1.20)10-220.10.23m/s；匀变速直线运动的推论xat2可知，加速度为：a=CD-AB+DE-BC4t2=CE-AC4t2=(9.30-3.15)10-2-(3.15-0.00)10-24012=0.75m/s2；故答案为：A，0.23，0.75。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50Hz，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、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）。2. 【2019全国卷】如【解答】解：（1）由牛顿第二定律可得：mgsinmgcosma=gsin-agcos，（2）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s。利用匀变速直线运动的推论xat2，即逐差法可以求物体的加速度大小：a=(0.7639-0.3183)-(0.3183-0.05)(30.1)2=1.97m/s2，代入=gsin-agcos得铁块与木板间的动摩擦因数为0.35。故答案为：gsin-agcos，0.35图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题：（1）铁块与木板间动摩擦因数 （用木板与水平面的夹角、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示）。（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角使30接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.80m/s2可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 （结果保留2位小数）。3. 【2019全国卷】甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。（1）若【考点】M5：测定匀变速直线运动的加速度菁优网版权所有【解答】解：（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是米尺，所给器材测量距离，故A正确，BCD错误。故选：A。（2）选择的器材在本实验中的使用方法：将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺。（3）根据匀变速直线运动的规律得hgT2，该地的重力加速度大小为g=(0.587-0.245)-0.245(0.1)2=9.7m/s2。故答案为：（1）A；（2）将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺；（3）9.7。要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是 。（填正确答案标号）A米尺 B秒表 C光电门 D天平（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答： 。（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab24.5cm、ac58.7cm，则该地的重力加速度大小为g m/s2（保留2位有效数字）动能定理4. 【2019江苏卷】某【解答】解：（1）电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小，所以应选择B；（2）同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力；（3）打点周期为：T=1f=0.02s，以A点为中间时刻，用毫米刻度尺测量出4个时间段的距离为：s2.48cm0.0248m，A点速度为：vA=s4T=0.024840.02m/s0.31m/s；（4）对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mgFma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力F才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力mg。兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A电磁打点计时器B电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择 （选填“A”或“B”）。（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是 （选填“甲”或“乙”）。（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA m/s。（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L小车动能的变化量可用Ek=12MvA2算出。砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g。实验中，小车的质量应 （选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用WmgL算出。多次测量，若W与Ek均基本相等则验证了动能定理。胡克定律5. 【2019海南卷】某【解答】解：（1）描出点后，作出图线如图所示：（2）Ln图线的斜率为=ln由胡克定律有：Fkl即nmgkl联立以上各式可得：k=mg由图可得斜率约为0.45102m所以可得劲度系数为：k=5010-39.80.4510-2N/m=109N/m 故答案为：（1）图线如图所示：（2）mg，（3）109。同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为m50.0g）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；逐次增加砝码个数，并重复步骤（保持弹簧在弹性限度内）：用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。回答下列问题：（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出ln图象。n12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及ln图线的斜率表示，表达式为k 。若g取9.8m/s2，则本实验中k N/m（结果保留3位有效数字）。平抛6. 【2019北京卷】用答案为：（1）BD；（2）a、球心；需要；b、大于；xgy2-y1；（3）AB；（4）B；（5）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有 。A斜槽轨道光滑B斜槽轨道末段水平C挡板高度等间距变化D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。a取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的 （选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。b若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1y2 13（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体 。A在水平方向上做匀速直线运动B在竖直方向上做自由落体运动C在下落过程中机械能守恒（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。7. 【2019.04浙江选考】采【解答】解：（1）做“研究平抛物体的运动”实验时，需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线。米尺的作用是能读出轨迹上某点的坐标。重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行。时间可以通过竖直方向做自由落体运动去求解，故不需要弹簧秤与打点计时器，故AC错误，B正确。（2）A、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度。故A正确。B、记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故B错误；C、做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故C正确。D、要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确。故选：ACD。（3）因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，所以x4x3x3x2x2x1x1，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是所测的长度越来误差越小，则为v=x44T，故ABC错误，D正确；故答案为：（1）B；（2）ACD；（3）x4x3x3x2x2x1x1，D。用如图1所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验（1）实验时需要下列哪个器材