人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律同步训练题

1.实验:探究小车速度随时间变化的规律

必备知识基础练

1.在用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是(　　)

A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量

B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完

C.测量每两个相邻计数点间的距离,应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个计数点间距离的数值

D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录

2.某人用打点计时器做探究小车速度随时间变化的规律的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图像,如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.05 s打一个点

B.小车做匀速直线运动

C.小车在t=0.02 s时的速度大小是0.04 m/s

D.小车的加速度大小为0.04 m/s2

3.某学生在用打点计时器测速度和探究小车速度随时间变化的规律的实验中,都使用了电火花计时器,并打出纸带进行有关数据处理,已知所用交变电流的频率是50 Hz。

(1)关于电火花计时器的使用,下列说法正确的是　　　　　　(可能有一个或多个正确选项)。 

A.实验中需用停表记下运动的时间

B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器

C.先接通电火花计时器电源,然后放开小车

(2)在一次实验中某小组得到如图所示的纸带,并按照打点时间先后,依次选定了O、A、B、C、D、E、F七个计数点(每两个计数点之间还有四个点没有画出),并经过测量得到相邻计数点间的距离。根据实验数据,判断这个纸带做的是　　　　(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。相邻两计数点间的时间间隔是　　　　　s。 

(3)在研究匀变速直线运动的实验中,算出了小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,最合理的方法是　　　　　。 

A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度

B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a=tan α求出加速度

C.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度

D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度

4.在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,图甲是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻两计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50 Hz)

甲

乙

(1)根据运动学有关公式可求得vB=1.38 m/s,vC=　　　　 m/s,vD=3.90 m/s。(保留三位有效数字) 

(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v-t图像(从打A点时开始计时)。利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a=　　　　 m/s2。(保留三位有效数字) 

(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.28 m/s,此交点的物理意义是　　　　　　　　。

关键能力提升练

5.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号。如图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06 m/s,v3=　　　 m/s,v4=0.18 m/s,v5=　　　 m/s。在图中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)。 

6.图甲是某位同学做探究小车速度随时间变化的规律的实验时得到的一条理想的纸带,在纸带上共取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,从每一个计数点处将纸带剪开分成六条(分别叫a、b、c、d、e、f),将这六条纸带按时间先后顺序紧靠但不重叠地粘在坐标系中,得到如图乙所示的直方图,最后将各纸带上端中心连起来,于是得到表示y-x关系的图像。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。为表示v-t关系,图中x轴对应时间t,y轴对应速度v。

甲

乙

(1)这种实验数据处理的方法可称为　　　　。 

A.类比法 B.等效替代法

C.比值法 D.控制变量法

(2)若纸条c的长度为5.00 cm,则图中t3=　　　　 s,v3=　　　　 m/s。(保留两位有效数字) 

1.实验:探究小车速度随时间变化的规律

1.C　不论两个计数点间的距离大还是小,采用C项所述方法可减小误差,选项C正确。

2.C　电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.02 s打一个点,故A错误。据图像知,小车做匀加速直线运动,在t=0.02 s时的速度大小是0.04 m/s,直线的斜率即为加速度,则a=2 m/s2,故B、D错误,C正确。

3.解析 (1)电火花计时器本身是打点计时的仪器,不需要再使用停表,A错误;开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器,这样可以充分利用纸带,B正确;在使用时应先接通电火花计时器的电源,然后放开小车,使打点稳定,C正确。(2)由题图可知,相同的时间间隔内相邻位移越来越大,故物体做加速运动。打点计时器使用交变电流,当电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一次点,相邻两计数点间有四个点没有画出,故时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s。(3)在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大,所以我们可以根据实验数据画出v-t图像,考虑到误差,不可能是所有点都整齐地排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度,这样误差最小,A、D错误,C正确;根据实验数据画出v-t图像,当纵坐标取不同的标度时,图像的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式a=tan α算出的数值不一定是加速度,B错误。

答案 (1)BC　(2)加速　0.1　(3)C

4.解析 (1)打C点时对应的速度为

vC= cm/s=264 cm/s=2.64 m/s。

(2)用描点法作出小车的v-t图像如图所示。

由图知小车运动的加速度

a= m/s2=12.6 m/s2。

(3)此交点表示A点开始计时时,小车的速度为0.28 m/s。

答案 (1)2.64　(2)12.6　(3)从A点开始计时时,小车的速度为0.28 m/s

5.解析 由题图可知x2+x3=0.12 m

则v3= m/s=0.12 m/s

同理可得x4+x5=0.24 m

则有v5= m/s=0.24 m/s

其v-t图像如图所示

答案 0.12　0.24　见解析图

6.解析 (1)打点计时器打点的时间间隔相等,可用纸带的宽度代替,两点之间纸带的长度为相应时间内的位移,一段时间内的位移与这段时间的比值等于这段时间内的平均速度,也就等于这段时间中间时刻的瞬时速度,可知瞬时速度与纸带的长度成正比,即把纸带上端的中点用直线连起来,就表示速度随时间的变化规律。这种实验数据处理的方法可称为等效替代法,故选B。

(2)计数点之间的时间间隔t=5T==0.1 s,t3是第三段时间的中间时刻,则t3=2.5t=0.25 s,v3= m/s=0.50 m/s。

答案 (1)B　(2)0.25　0.50