匀变速直线运动的研究测试
本章的概念包括:
1. 实验:探究小车速度随时间变化的规律
2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系—
3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系—
匀变速直线运动的位移与速度的关系—
4. 自由落体运动—
5. 伽利略对自由落体运动的研究
分类试题汇编
一、选择题
1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利珞设想了一个理想实验,其中有一个是经验事实,其余是推论。
① 减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度
② 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面
③ 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度
④ 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面作持续的匀速运动
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 (只要填写序号即可),在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是
A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论
2.一杂技演员,用一只手抛球。他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外,空中总有四个球,将球的运动看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取)
A. 1.6m B. 2.4m C.3.2m D.4.0m
3.2006年我国自行研制的“枭龙”战机04架在四川某地试飞成功。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度υ所需时间为t,则起飞前的运动距离为
A.υt B. C.2υt D.不能确定
4.对如图所示的皮带传动装置,下列说法中正确的是
(A) A轮带动B轮沿逆时针方向旋转.
(B) B轮带动A轮沿逆时针方向旋转.
(C) C轮带动D轮沿顺时针方向旋转.
(D) D轮带动C轮沿顺时针方向旋转.
二、填空题
1.已知打点计时器接的交流电源频率是,用它记录一个匀变速运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0,1、2、3、4如图所示.某同学测量出1与2两点间的距离为,3与4两点间的距离为,由此可算出小车运动的加速度_____ __________.
2.利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘窗底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如图所示,数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度V平均。可以将
V平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度V。
(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的V-t图线。
(2)AD段的加速度为 m/s2,AK段的平均速度为 m/s。
3.为了安全,在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离。因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离);而从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离)。下表给出了汽车在不同速度下的思考距离和制动距离等部分数据。请分析这些数据,完成表格。
速度(km/h) | 思考距离(m) | 制动距离(m) | 停车距离(m) |
45 | 9 | 14 | 23 |
75 | 15 | 38 | |
90 | |||
105 | 21 | 75 | 96 |
4.用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图一段纸带,测得AB=7.65cm,
BC=9.17cm. 已知交流电频率是50Hz,则打B点时物体的瞬时速度为 m/s.
如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是 .
5.如图7所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是______m/s,小车运动的加速度计算表达式为_____,加速度的大小是_______m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
6.对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题,亚里士多德和伽利略存在着不同的观点.请完成下表:
亚里士多德的观点 | 伽利略的观点 | |
落体运动快慢 | 重的物体下落快,轻的物体下落慢 | |
力与物体运动关系 | 维持物体运动不需要力 |
7.小球作直线运动时的频闪照片如图所示。已知频闪周期T= 0.1s ,小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为 OA=6.51cm,AB = 5.59cm,BC=4.70 cm, CD = 3.80 cm,DE = 2.89 cm,EF = 2.00 cm.
小球在位置 A时速度大小 vA= m/s,小球运动的加速度a= m/s 2
8.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律.伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所示.图中OA表示测得的时 间,矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程,则图中OD的长度表示 .P为DE的中点,连接OP且延长交AE的延长线于B,则AB的长度表示 .
三、计算题
1.原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”,“竖直高度”;跳蚤原地上跳的“加速距离”,“竖直高度”。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m,则人上跳的“竖直高度”是多少?
【解】用a 表示跳蚤起跳的加速度,v表示离地时的速度,则对加速过程和离地后上升过程分别有v2=2ad2 v2=2gh2
若假想人具有和跳蚤相同的加速度a ,令V表示在这种假想下人离地时的速度,H 表示与此相应的竖直高度,则对加速过程和离地后上升过程分别有V2=2ad1 V2=2gH
由以上各式可得H=
代人数值,得 H=63m
2.某同学用题22图2所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率
为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所以测量数据及其标记符号如题22图3所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):
方法A:由,……,取平均值=8.667 m/s2;
方法B:由,取平均值=8.673 m/s2。
从数据处理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,对实验结果起作用的,方法A中有__________;方法B中有__________。因此,选择方法___________(A或B)更合理,这样可以减少实验的 (系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源有____________(试举出两条)。
【解】 S1, S6 或 37.5, 193.5 ;
S1, S2, S3, S4, S5, S6 或 37.5, 69.0 , 100.5, 131.5 , 163.0, 193.5; B ; 偶然;
阻力(空气阻力,振针的阻力,限位孔的阻力,复写纸的阻力等),交流电频率波动,长度测量,数据处理方法等。
3. 辨析题:摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间.有关数据见表格.
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度 V1=40 m/s,然后再减速到V2=20 m/s,t1 ==…;t2==…;t=t1 + t2
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
【解】不合理,理由是:如按以上计算,则质点完成位移为: 278m
所以以上做法不对,而且说明最大速度一定比40m/s要小。
正确结果:设在直道上最大速度为v,则有s=
代入数据并求解得:v=36m/s
则加速时间t1==9s,减速时间t2==2s
最短时间为t=t1+t2=11s
参 考 答 案
一、选择题
1.②、③、①、④ B 2.C 3.A 4.BD
二、填空题
1.
2.(l)如图所示,
(2)aAD=5m/s2,
vAK=1.39m/s
3.18 55 53(以列为序)
4.2.10, 下落过程中有存在阻力等
5.0.86,,0.64
6.物体下落快慢与物体轻重无关 维持物体运动需要力
7. 0.605 0.9
8.