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1、专题六 实验技能与创新第14讲 力学实验与创新高频考点1 测速度和加速度的三种方法方法一 打点计时器或频闪照相(2019·第三次全国大联考卷Ⅰ)某同学在做研究匀变速直线运动实验时,获取了一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示．由于粗心,该同学忘了测量3、4两个计数点之间的距离．求:(1)其中6号计数点的瞬时速度的大小v6＝________m/s.(保留三位有效数字)(2)利用逐差法处理数据,计算出滑块的加速度a＝________m/s2.(保留三位有效数字)．(3)计数点3、4之间的距离是x4＝__
2、__________m．(保留三位有效数字)【解析】 每相邻两计数点间还有4个点,说明相邻计数点间的时间间隔为0.1s,6号计数点的瞬时速度的大小v6＝m/s＝0.413m/s；(2)加速度a＝m/s2019高考物理大二轮总复习2＝0.496m/s2(3)有题意可知,x4－x3＝x5－x4,计数点3、4之间的距离是x4＝＝2.90cm【答案】 (1)0.413m/s (2)0.496m/s2 (3)2.90cm(2.89～2.91都行)利用纸带求速度和加速度(1)平均速度法求速度:做匀变速直线运动的物体在某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即vn＝．(2)利用纸带求
3、加速度的三种方法①逐差法:如从纸带上得到6个计数点在相邻相等时间间隔内的位移,利用Δx＝aT2可得a1＝、a2＝、a3＝,再算出a1、a2、a3的平均值,即a＝＝.若位移段为奇数则将中间一段去掉,然后再将数据分组,利用逐差法求解加速度．②利用第m个T时间内的位移和第n个T时间内的位移求a,即a＝．③vt图象法:求出各点的瞬时速度,画出vt图线,图线的斜率表示加速度a．1－1.(2019·全国卷Ⅰ)2019高考物理大二轮总复习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．
4、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)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3
5、0s内共滴下46个小水滴,所以相邻两水滴间的时间间隔为:Δt＝＝s,所以A点位置的速度为:vA＝＝0.19m/s,根据逐差法可求加速度:(x5＋x4)－(x2＋x1)＝6a(Δt)2,解得a＝0.037m/s2．答案:(1)从右向左 (2)0.19 0.0371－2．(2019·茂名市高三质监)如图是某同学研究小球下落时的频闪照片,频闪仪每隔0.1s闪光一次并进行拍照．照片中小球静止时在位置1,某时刻释放小球,下落中的2019高考物理大二轮总复习小球各位置与位置1的距离如图中所标的数据(单位:cm)．实验过程并没有错误,但该同学发现图中数据存在以下问题:根据h＝gt2＝×9.8×0
6、.12m＝4.90cm,而图中标出的位置1和位置2的距离为1.23cm,比4.90cm小很多,你对此问题的解释是___________．下落中小球在位置3的速度为_________m/s,小球做自由落体运动的加速度为________m/s2.(计算结果保留3位有效数字)解析:对此问题的解释是:小球下落到位置2时下落的时间小于0.1s；下落中小球在位置3的速度为v3＝＝m/s＝1.47m/s；小球做自由落体运动的加速度为g＝＝m/s2＝9.80m/s2答案:(1)小球在位置2时下落的时间小于0.1s (2)1.47 (3)9.80方法二 光电门(2019·全国卷Ⅱ)2019高考物理大
7、二轮总复习某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间关系．使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、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Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示,表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小,求出；④将另一
