2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

用打点器研究自由落体运1．用滴水法可以定重力加速度的，方法是：在自来水下面固定一板A，使水一滴一滴持地滴落到板上，如所示，仔水，使得耳好听到前一个水滴滴在板上的声音的同，下一个水滴好开始下落．首先量出水口离板的高度s，再用秒表算，方法是：当听到某一水滴滴在板上的声音的同，开启秒表开始，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、⋯”一直数到“n”，按下秒表按停止，出秒表的示数t．（1）相两次听到声音的隔t__________．（2）写出用上述量方法算重力加速度g的表达式：g____________________．2．某同学使用打点器量当地的重力加速度。（1）完成以下主要步：按甲安装器材并接源；直提起系有重物的，使重物_________(填“靠近”或“离”)器下端；先__________，后________________，使重物自由下落；关源，取出；新重复。（2）在操作和数据理都正确的情况下，得到的果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________。3．某同学用如所示的装置量重力加速度g，打下如所示的．如果在所上取某点0号数点，然后每隔4个点取一个数点，相数点之的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6.（1）的________端和重物相接．(填“A”或“B”)（2）同学用两种方法理数据(T相两数点的隔)：方法A：由g1x2x1，g2x3x2，⋯，g3x6x5取平均g=9.767m/s2；3T23T23T2方法B：由g1x4x1，g2x5x2，g3x6x3取平均2.3T23T23T2g=9.873m/s从数据理方法看，在x、x、x、x、x、x中，果起作用的数据，方法A中有________；方法B中有123456______________．因此，方法________(填“A”或“B”)更合理．4．某同学用火花器（其打点周期T=0.02s）来定自由落体的加速度。（1）下列器材中，不需要的是___________（只需填字母）。A．直尺B．4～6V交流源C．天平D．（2）中取上的一段，点1、2、3⋯⋯9打出的，如所示，由此得加速度的大小__m/s2。（算果保留三位有效数字）（3）当地的重力加速度大小为9.80m/s2，测量值与实际值有差异的主要原因是____________________________________________________________________________。5．在暗室中用示装置做“定重力加速度”的.器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺子、接水盒、一根光刻度的米尺、.具体步如下：①在漏斗内盛清水，旋松螺子，水滴会以一定的率一滴滴的落下.②用出的白光将水滴流照亮，由大到小逐的率直到第一次看到一串仿佛固定不的水第1页 滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：频闪仪闪光频率_________（填“等于”或“不等于”）水滴滴落的频率。（2）若实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图所示，根据数据测得小水滴下落的加速度也即当地重力加速度2；第7个水滴此时的速度7g=______m/sv=___m/s.（结果都保留三位有效数字）.6．某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图1所示，实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等．铁架台上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．（1）先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间△t0，量出小球释放点距A的距离为h0，测出小球的直径d（d远小于h0）．则小球运动到光电门处的瞬时速度v=________，当地的重力加速度为g=________．（用题中所给字母表示）（2）若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5△t0，请你判断此时光电门距A处的距离△h=________．（用（1）中所给字母表示）（3）由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点P（图中未画出）之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间△t．移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验．利用实验数据绘制出如图2所示的图象，已知图象斜率为k，纵截距为b，根据图象可知重力加速度g=________7．某同学利用如图所示的实验装置测定重力加速度的大小，具体的操作和相应的数据记录如下：A．接通电磁铁的电源（图中未画出），让小铁球吸在开始端B．用游标卡尺测出小铁球的直径为d=10.0mmC．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为L=82cmD．电磁铁断电时，小铁球自由下落（1）在小铁球经过光电门的时间内，计时装置记下小铁球经过光电门所用的时间为t=2.50×10–3s，由此可得小铁球经过光电门的速度公式为v=_________（用题目中给的物理量的字母表示），速度大小为________m/s。（2）计算重力加速度的公式为g=__________，重力加速度的值为________m/s2。8．图甲所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的实验装置,他们的主要操作如下:①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上。②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度,然后计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v。h③固定光电门B的位置不变,改变光电门A的高度,重复②的操作。测出多组(h,t),并计算出对应的平均速度v。④画出v-t图象。请根据实验,回答如下问题:(1)设小铁球到达光电门B时的速度为vB,当地的重力加速度为g,则小铁球通过两光电门间的平均速度v的表达式为_________。(用vB、g和t表示)(2)实验测得的数据如表所示。第2页 实验次数h/cmt/sv/-1(m·s)11000.028357..22000.059339..33000.092326..440.00.1313.05550.00.1762.84660.00.2352.55请在图乙所示坐标纸上画出v-t图象________。根据v-t图象,可以求得当地重力加速度g=___m/s2。(结果保留3位有数数字)9．某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．（1）可判断出固定重锤的是纸带的__端（填左右）（2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5．若打点的频率为f，则打E点时速度为vE=__；（3）若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g=__m/s2．（4）若当地的重力加速度为9.8m/s2，你认为该同学存在误差的主要原因是___________________________．10．某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小，已知打点的频率为50Hz，请回答：（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有____________（填选项代号）。A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表（2）打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的________端．(选填“左”或“右”)（3）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是____________A．加速度B．速度C．位移D．平均速度（4）已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为_______m/s，所测得的重力加速度大小为______m/s2．（结果保留两位小数）（5）若当交流电的实际频率小于50Hz时，仍按50Hz计算，则测量的加速度值比真实的加速度值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．11．某同学用如图甲所示测量自由落体加速度g，得到如图乙所示的一段纸带，他每两个点取一个计数点（已知交流电频率为50Hz），测得AB=7.65cm，BC=9.17cm．(1)让重锤拉着一条纸带自由下落，通过打点计时器在纸带上打点，若要完成该实验，除图中的实验器材外，必需第3页 的器材还有______填字母序号A．天平B．刻度尺C．秒表（2）为了减小误差，重物应选_____（填入正确选项前的字母）A．木块B．铁块C．塑料块（3）打B点时重物的瞬时速度vB=_________，测得自由落体加速度g=__________，（结果均保留两位有效数字）12．用“滴水法”可以测量重力加速度g，具体操作方法是：（1）将一只空铁皮水桶倒置在水龙头的正下方，可以十分清晰地听到水滴滴到桶底上的声音。细心地调整水龙头的阀门或水桶的高度，使得后一个水滴离开水龙头的同时，恰好听到前一个水滴撞击桶底的声音。（2）听到某次响声时开始用秒表计时，并数“0”，以后每听到1次响声就顺次加1，数到“100”时停止计时。（3）用尺子量出水龙头滴水处到桶底的高度。如果停止计时的时候，秒表上的读数是50s，水龙头滴水处到桶底的高度为122．5cm，请你根据以上实验及其数据，计算出当地的重力加速度为________。13．用打点计时器测定重力加速度，装置如图甲所示。(1)如果实验时所用交流电频率为50Hz，已知当地的重力加速度大约为9.79m/s2，某同学选取了一条纸带并在该纸带上连续取了4个点，且用刻度尺测出了相邻两个点间距离，则该同学所选的纸带是(图乙所示)__(填写代号即可)(2)若打出的另一条纸带如图丙所示，实验时该纸带的__(填“甲”或“乙”)端通过夹子和重物相连接，纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为__m/s2，该值与当地重力加速度有差异的原因是__。(写一个即可)14．某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．①请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：_____________；__________________.②若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离()的关系图线，如图丙所示，h2则重力加速度g=________m/s.15．在对自由落体运动的研究中有如下实验．从图甲可知当无空气阻力时，物体自由下落的快慢与质量______(选填“有”或“无”)关．图乙为某地自由落体的频闪照片，图中小球第一次成像处速度______(选填“等”或“不等”)于零；若频闪照相频率为f，则该处重力加速度的表达式为g＝________(用图中字母表示)．16．某同学利用图示装置测量重力加速度g.请你写出两条措施，以减小该实验的测量误差．（1）________________________________________________________________________．（2）________________________________________________________________________．17．某兴趣小组的同学用如图1所示的装置测量当地的重力加速度，实验所用交流电源的频率为50Hz。(1)甲同学实验时得到的纸带点迹清晰且第1点与第2点间的距离为1.5cm，则造成该现象的主要操作原因是____________。(2)乙同学按正确操作也得到一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取一个点为计时零点，测出后面各点到该计时零点的距离h，及记录各点对应的时刻t，作出图象如图2所示，由实验测得当地重力加速度g=_________m／s2(结第4页 果保留两位有效数字)，该同学从资料上查得当地的重力加速度为9.8m／s2，他发现重力加速度g的测量值与实际值有差异，造成这个差异的原因可能为________________。18．如图1所示，某同学利用如图所示的装置，求重物做自由落体运动的加速度和某一时刻的瞬时速度．(1)让重锤拉着一条纸带自由下落，通过打点计时器在纸带上打点，若要完成该实验，除图中的实验器材外，必需的器材还有______（填字母序号）A．天平B．刻度尺C．秒表(2)选取一条符合实验要求的纸带如图2所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点，已知每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s，则B点的速度vB=______m/s，加速度a=_____m/s2结果保留三位有效数字）参考答案t2n2h1．g1t1t2n2．靠近接通打点计时器的电源释放纸带纸带与打点计时器间的摩擦3．16123456BAx、xx、x、x、x、x、x4．BC9.65受摩擦阻力、空气阻力的影响(只要答出阻力即可)5．等于9.72m/s21.94m/s6．（1）；0（3）（2）4hd4（2）gv27．（1）v9.82t2h8．vvB19.86gt29．左端fh5h39.4m/s2重锤受到阻力作用210．AC左C1.179.75偏大11．BB2.19.5第5页 12．9．8m/s213．D；乙；9.4；纸带和打点计时器存在摩擦阻力或空气阻力。14．打点计时器接了直流电源开始时重物远离了打点计时器9.415．无；不等；；16．使用重锤以减小空气阻力的影响减小纸带与计时器间的摩擦阻力17．先释放纸带后接通电源;9.5;重物和纸带受到了阻力;18．B0.3840.380第6页