文档内容
专题 6 实验：研究匀变速直线运动
授课提示：对应学生用书9页
1．[2024·陕西省西安市质检]某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直
线运动的规律”实验．放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度d＝3.0 mm的遮光条，滑块在
牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器(图中未画出)记录了遮光条通过光
电门1的时间Δt ＝0.02 s，通过光电门2的时间Δt ＝0.01 s，用刻度尺测出两个光电门之间
1 2
的距离x＝22.5 cm，则遮光条经过光电门1时的速度大小v＝________ m/s，滑块的加速度
1
大小a＝________ m/s2，遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t＝________ s．(计算结
果均保留两位有效数字)
答案：0.15 0.15 1.0
解析：遮光条宽度d＝3.0 mm，遮光条通过光电门1的遮光时间Δt＝0.02 s，因遮光条
1
宽度和遮光时间都很小，因此用平均速度近似等于遮光条经过光电门 1时的速度大小，则
有v ＝＝ m/s＝0.15 m/s，则遮光条经过光电门2时的速度大小v ＝＝ m/s＝0.30 m/s，由
1 2
速度位移关系公式，可得滑块的加速度大小 a＝＝ m/s2＝0.15 m/s2.由速度时间公式，可得
遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t＝＝ s＝1.0 s．
2．[2024·河南许昌模拟]某物理兴趣小组通过自由落体运动测量重力加速度．该小组利
用“手机物理工坊”软件中的声学秒表功能记录物体的运动时间．该小组在铁架台上固定
一个铁圈，充入空气的气球下方悬挂一个物体，放在铁圈上，如图甲所示．用针刺破气球
时发出爆破音，手机上的传感器接收到声音信号开始计时，物体同时自由下落．物体落地
后发出声音，传感器再次接收到信号停止计时，记录了物体下落的时间t，如图乙所示．
(1)要想计算重力加速度，还需要测量的物理量是________________________；
(2)重力加速度的表达式为____________(用测量的物理量表达)；
(3)为减少实验误差，改变铁圈的固定位置，多次测量．以t2为横坐标，________为纵
坐标建立坐标系，图线的斜率为重力加速度．答案：(1)物体下端距地面的高度h
(2)g＝ (3)2h
解析：(1)根据h＝gt2可知要计算重力加速度，还需要测量物体下端距地面的高度h；
(2)根据h＝gt2可得g＝；
(3)根据h＝gt2整理可得2h＝gt2，为减少实验误差，改变铁圈的固定位置，多次测量．
以t2为横坐标，2h为纵坐标建立坐标系，图线的斜率为重力加速度．
3．[2023·全国甲卷]某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速
度与时间的关系．让小车左端和纸带相连．右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连．钩码下落
带动小车运动，打点计时器打出纸带．某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示．
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s．以打出A点时小车位置为初
始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移所用
时间和平均速度分别为Δt和v，表中Δx ＝________cm，v ＝________cm/s.
0 AD AD
位移区间 AB AC AD AE AF
Δx(cm) 6.60 14.60 Δx 34.90 47.30
AD
v(cm/s) 66.0 73.0 v 87.3 94.6
AD
(2)根据表中数据得到小车平均速度v随时间Δt的变化关系，如图(c)所示．在图中补全
实验点．
(3)从实验结果可知，小车运动的vΔt图线可视为一条直线，此直线用方程v＝kΔt＋b表
示，其中k＝________cm/s2，b＝________cm/s.(结果均保留3位有效数字)
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大
小v ＝______，小车的加速度大小a＝______．(结果用字母k、b表示)
A
答案：(1)24.00 80.0(2)
(3)70.0 59.0 (4)b 2k
解析：(1)根据纸带的数据可得
Δx ＝x ＋x ＋x ＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm
AD AB BC CD
平均速度为v ＝＝80.0 cm/s
AD
(2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得
(3)从实验结果可知，小车运动的v Δt图线可视为一条直线，图像为
此直线用方程v＝kΔt＋b表示，由图像可知其中
k＝ cm/s2＝70.0 cm/s2，b＝59.0 cm/s
(4)小车做匀变速直线运动，由位移公式x＝vt＋at2，整理得＝v＋at
0 0
即v＝v ＋at
A
故根据图像斜率和截距可得v ＝b，a＝2k
A
