高考物理一轮复习第1章知识点1使用手机测自由落体加速度课件

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教材人教版必修第一册第二章第4节“做一做” 用手机测自由落体加速度 1．很多智能手机都有加速度传感器。安装能显示加速度情况的应用程序，会看到白、绿、黄三条加速度图线，它们分别记录手机沿如图所示坐标轴方向的加速度变化情况。
2．把手机放在水平桌面上，让手机在桌面上沿x轴或y轴方向平移一下，可以看到屏幕上加速度图线的白线或绿线出现一个波峰；把手机平放在手掌上，让手机在竖直方向移动一下，可以看到黄色图线发生变化。黄色图线记录手机竖直方向的加速度，测自由落体加速度，就是看黄色图线。
3．用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察手机屏幕上加速度传感器的图线。
4．从图中可以看到，黄色图线有一个小段时间的数值是－10 m/s2，这就是自由落体加速度，方向向下。我们还能看到，自由落体之后有一个向上的波峰，这是用手接住手机时手机做减速运动的加速度，方向向上。
一、真题链接 1．(2019·全国卷Ⅲ)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。 (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是______。(填正确答案标号) A．米尺B．秒表 C．光电门D．天平
[解析]　利用频闪照片测重力加速度时需要测量小球下落的距离，因此实验时必须使用米尺。
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。 答：__________________________________________________
[解析]　将米尺竖直放置，让小球靠近米尺下落，从照片上直接读出小球下落的距离。
[答案]　将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺　
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝________ m/s2。(保留2位有效数字)
2．(2020·山东卷)2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：
(ⅰ)如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ⅱ)调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(ⅲ)该同学选取部分实验数据，画出了 - t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2。 (ⅳ)再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。
回答以下问题： (1)当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为________ m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为________ m/s2。(结果均保留2位有效数字)
[答案]　0.32或0.33　3.1　
(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为________ m/s2。(结果保留2位有效数字，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80)
[解析]　物块沿斜面下滑过程中，由牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcs θ＝ma，将θ1＝53°，a1＝5.6 m/s2；θ2＝37°，a2＝3.1 m/s2分别代入，解得g≈9.4 m/s2。
二、真题拓展 3．在暗室中用如图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。 ②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。 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__________________________________________ _________________________________________________________。
[解析]　后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴的位置，可看到一串仿佛固定不动的水滴，即频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，水滴仿佛不动。
(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s。(结果都保留三位有效数字)
[答案]　9.72　2.27