2022年高中物理 自助練習(xí) 自由落體運(yùn)動 新人教版必修1

2022年高中物理 自助練習(xí) 自由落體運(yùn)動 新人教版必修1重力加速度的測量研究自由落體運(yùn)動通常有兩種方法：用打點(diǎn)計時器研究自由落體運(yùn)動和用頻閃攝影法研究自由落體運(yùn)動。研究的原理和過程與前面對小車運(yùn)動的研究相同，在對紙帶或照片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算物體運(yùn)動的加速度時，可以有下面兩種方法：(1)圖象法求重力加速度以打點(diǎn)計時器研究自由落體運(yùn)動為例，對實(shí)驗(yàn)得到如圖2-4-1所示的紙帶進(jìn)行研究。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的一個推論：在一段時間t內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，有v1=(x1+x2)/2T， v2=(x2+x3)/2T求出各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度后，由加速度的定義：a=v/t計算出該物體做勻變速直線運(yùn)動的加速度；或選好計時起點(diǎn)作v-t圖象，圖象的斜率即為該勻變速直線運(yùn)動的加速度。(2)逐差法求重力加速度圖2-4-1中x1、x2、x3、xn是相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離,x表示兩個連續(xù)Error! Reference source not found.相等的時間里的位移之差,即x1= x2-x1, x2= x3-x2, T是兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔且T=0.02n(n為兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的間隔數(shù))。設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動經(jīng)過計數(shù)點(diǎn)0時的初速度為v0，加速度為a，由位移公式得： x1= v0T+aT2/2，x2= v1T+aT2/2，又因?yàn)関1=v0+aT，所以x= x2-x1= aT2。因?yàn)闀r間T是個恒量，物體的加速度a也是個恒量，因此，x必然是個恒量。這表明，只要物體做勻變速直線運(yùn)動，它在任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差就一定相等。 根據(jù)x4-x1= (x4-x3)+ (x3-x2)+ (x2-x1)=3aT2，可得： a1=(x4-x1)/3T2，同理可得：a2=(x5-x2)/3T2 ；a3=(x6-x3)/3T2。加速度的平均值為：a=(a1+a2+a3)/3=(x4-x1)/3T2+(x5-x2)/3T2+(x6-x3)/3T2/3=( x4+x5+x6)- ( x1+x2+x3) /9T2這種計算加速度的方法叫做“逐差法”。如果不用此法，而用相鄰的各x值之差計算加速度再求平均值可得：a=(x2-x1)/T2+(x3-x2)/T2+(x4-x3)/T2+(x5-x4)/T2+(x6-x5)/T2/5=(x6-x1)/5T2比較可知，逐差法將x1到x6各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都利用了，而后一種方法只用上了x1和x6兩個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以失去了多個數(shù)據(jù)正負(fù)偶然誤差互相抵消的作用，算出的a值誤差較大，因此實(shí)驗(yàn)中要采用逐差法。1一物體做自由落體運(yùn)動，以下說法正確的是A 初速度V0=0 B 物體只受重力作用C 物體在第2s內(nèi)下落的距離為20m(g=10m/s2)D 當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時，物體由靜止下落的運(yùn)動可以近似看作自由落體運(yùn)動2 關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是A 某段時間的中間時刻的速度等于這段時間初速度與末速度和的一半B 某段位移的中點(diǎn)位置的速度等于這段時間初速度與末速度和的一半C 在任何相等時間內(nèi)速度變化相同 D 在任何相等時間內(nèi)位移變化相同3自由下落的物體，它下落一半高度所用的時間為t,則全程所用的時間是( )A t /2 B2t C t /2 Dt4、甲物體的重力是乙物體的3倍，在同一高度處同時自由下落，則下列說法中正確的是 （ ） A.甲比乙先著地 B.甲比乙的加速度大 C.甲乙同時著地 D.無法確定誰先著地答案：14：ABD AC D C典型例題（注意解題的規(guī)范性）例1如圖所示，物體P從光滑的斜面上的A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，與此同時小球Q在C點(diǎn)的正上方h處自由落下，P途經(jīng)斜面底端B點(diǎn)后以不變的速率繼續(xù)在光滑的水平面上運(yùn)動，在C點(diǎn)恰好與自由下落的小球Q相遇，已知AB=BC=l，h=4.5l，重力加速度為g，不計空氣阻力，求：（1）兩球經(jīng)多長時間相遇?(用g和l表示)（2）斜面的傾角等于多大?（提示：物體沿光滑斜面下滑時加速度為）解析：（）對Q:          1分                  1分（2）對P:設(shè)滑到低端速度為      1分           1分  1分                    1分              1分                             1分         1分【例2】某同學(xué)用題圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號計數(shù)點(diǎn)，然后每3個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，所以測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如題圖所示。該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔)：方法A：由，取平均值=8.667 m/s2;方法B：由，取平均值=8.673 m/s2。從數(shù)據(jù)處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的，方法A中有_ ；方法B中有_。因此，選擇方法_（A或B）更合理，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的 (系統(tǒng)或偶然)誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有_（試舉出兩條）?！窘狻?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（空氣阻力，振針的阻力，限位孔的阻力，復(fù)寫紙的阻力等），長度測量等。