高中 | 匀变速直线运动的速度位移公式 题目答案及解析

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必修1

第二章 匀变速直线运动的研究

2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系

匀变速直线运动的速度位移公式

如图所示的实验装置可以用来测量物体运动的加速度$a$,方法是让“工”字形金属片自由下落通过光电门,测量挡光片通过光电门时的速度,从而算出加速度。“工”字形金属片中间立柱长为$h$,上、下两块挡光片$A$$B$足够窄,宽度均为$d$,挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来。若下挡光片$B$通过光电门的时间为$t_{1}$,上挡光片$A$通过光电门的时间为$t_{2}$,则下列表达式中正确的是$(\qquad)$

["

$t_{1}\\lt t_{2}$

","

$B$挡光片通过光电门时的速度$v_{2}=\\dfrac{d}{t_{1}}$

","

“工”字金属片下落的加速度$a=\\dfrac{\\left( \\dfrac{d}{t_{2}} \\right)-\\left( \\dfrac{d}{t_{1}} \\right)}{t_{1}-t_{2}}$

","

“工”字形金属片的加速度$a=\\dfrac{\\left( \\dfrac{d}{t_{2}} \\right)^{2}-\\left( \\dfrac{d}{t_{1}} \\right)}{2h}^{2}$

"]
[["BD"]]

$\rm A$.由于“工”字形金属片自由下落通过光电门,上、下两块挡光片宽度均为$d$,上挡光片$A$通过光电门的速度大,故$t_{1}\gt t_{2}$

$\rm A$错误;

$\rm B$.极短时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度,故$B$挡光片通过光电门时的速度$v_{2}=\dfrac{d}{t_{1}}$,故$\rm B$正确;

$\rm CD$.“工”字型上挡光片$A$通过光电门时的速度$v_{1}=\dfrac{d}{t_{2}}$

根据位移速度关系公式,有$v_{1}^{2}-v_{2}^{2}=2gh$

解得$a=\dfrac{\left( \dfrac{d}{t_{2}} \right)^{2}-\left( \dfrac{d}{t_{1}} \right)}{2h}^{2}$

$\rm D$正确,$\rm C$错误。

故选:$\rm BD$

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