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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课时作业
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验:探究小车速度随时间变化的规律课时作业,共18页。试卷主要包含了1 实验,1s打一个点等内容,欢迎下载使用。
人教版必修1《2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律》同步练习
一 、填空题(本大题共9小题,共54分)
1.(6分)用DIS实验研究小车位移和时间的关系时,在实验中得到如图所示的图线,则AB段的平均速度大小为 ______m/s,在数值上 ______小车经过A点时的速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
2.(6分)在“研究匀变速直线运动的规律”实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,从中确定六个记数点,每相邻两个记数点间的时间间隔是0.1s,用米尺测量出的数据如图所示. 则小车在D点的速度VD=______ m/s,小车运动的加速度a=______ m/s2.
3.(6分)电磁打点计时器的电源应是 ______ 电源,实验室使用电源的频率为50HZ时,每隔 ______ 秒打一次点,如果每隔4个点取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为 ______ 秒.
4.(6分)如图所示是汽车从A点出发沿直线到达B点的v-t图象,由图象可知:Oa段汽车做______运动,ab段汽车做______运动,bc段汽车的加速度为______ms2。
5.(6分)如图是高速公路上用超声波测量速度的示意图:测速仪能发出和接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号的时间差,测出被测汽车的速度.设超声波的速度为v0,若某次测得此时间差为t1,则超声波信号被汽车反射时汽车到测速仪的距离为 ______ .接收到信号后隔t0时间发出第二次脉冲,又隔t2时间接收到此信号,则此汽车运动的平均速度 ______ .
6.(6分)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中。
(1)给出了下列器材中,
A.打点计时器 B.天平 C.低压交流电源 D.低压直流电源
E.细绳和纸带F.钩码和小车
G.秒表H.一端有滑轮的长木板
所缺的器材有 ______多余的器材有 ______(填序号)。
(2)下列说法正确的是 ______。
A.根据任意两计数点的速度用公式a=ΔvΔt算出小车加速度的方法是比较合理的
B.在实验操作过程中应先接通电源,再释放小车
C.处理数据作v-t图时,所描直线必须经过每一个点
D.打点计时器是计时仪器,每0.1s打一个点
7.(6分)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为50 Hz,如图为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5为计数点,相邻两计数点间还有1个打点未画出.若从纸带上测出x1=5.20 cm、x2=5.60 cm、x3=6.00 cm、x4=6.40 cm.则打点计时器打计数点“2”时小车的速度v2=______m/s,小车的加速度a=________m/s2,依据本实验原理推断第4计数点和第5计数点之间的距离x5=________m.
8.(6分)如图是打点计时器打出的纸带,图中相邻的点之间还有四个点没有画出,已知打点计时器接50Hz的电源,则ae段的平均速度是______m/s
9.(6分)实验室利用打点计时器研究小滑块的运动情况,打出如图所示的纸带,其中纸带B端与滑块相连接,计时器接在频率为50Hz的交流电源上。请回答下列问题:
(1)纸带中AB段运动的时间为 ______。
(2)根据纸带请判断该滑块的运动属于 ______(填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”)直线运动。
二 、实验题(本大题共4小题,共40分)
10.(10分)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,将穿过打点计时器的纸带与小车连接,打点计时器所接电源的频率为50 Hz。
(1)释放小车前,小车应________(填“靠近”或“远离”)打点计时器。
(2)用打点计时器打出一条纸带。A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,各点间的距离如图所示。打点计时器打B点时,小车的速度大小为________m/s;小车的加速度大小为________m/s2。(均保留两位有效数字)
(3)若打纸带时,交流电的实际频率为52 Hz,但计算加速度时仍按50 Hz计算,则测量出的加速度值比真实的加速度值________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
11.(10分)在做“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是______.
(2)如图1所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.
位置
B
C
D
E
F
速度(ms)
0.737
0.801
0.994
(3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=______.
(4)以A点为计时起点,在坐标图2中画出小车的速度-时间关系图线.
(5)根据你画出的小车的速度-时间关系图线计算出的小车的加速度a=______ms2.
12.(10分)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
(1)除图1中标明的实验器材外,在下列仪器或器材中,还需要的两项是______。
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.螺旋测微器
E.天平(含砝码)
F.秒表
(2)甲同学安装并调整好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次,打出若干条纸带。从中选出了如图2所示的一条纸带并确定出O、A、B、C…计数点(相邻计数点间还有4个计时点没有标出),图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据,尽可能精确地算出打下B、C、D、E计数点时小车的瞬时速度,记录在表中,请你在表中补上A点的数据______(结果保留3位有效数字)。
计数点
A
B
C
D
E
瞬时速度v/(m·s-1)
0.810
0.996
1.176
1.390
(3)乙同学也正确地完成了上述实验,得到了小车速度v随时间t变化的图线,如图3所示,他判断该小车做匀变速直线运动,依据是______。
A.图线表示小车通过的位移随时间均匀变化
B.该图线表示小车的瞬时速度随时间均匀变化
C.该图线表示小车的加速度随时间均匀变化
(4)丙同学也正确地完成了上述实验,选出了如图4所示的一条纸带并确定出O、A、B、C…计数点(相邻计数点间还有4个计时点没有标出),图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据,算出小车的加速度大小是______ms2。(结果保留2位有效数字)
(5)落体运动是特殊的匀加速直线运动。在研究落体运动时,伽利略认为最简单的猜想就是速度v正比于通过的位移x或者所用的时间t。他运用逻辑推理的方法,论证了速度v正比于位移x的运动过程是不可能的,论证过程如下:若速度正比于位移,设物体通过位移x时的速度为v,所用时间t1=xv;通过2倍位移2x时的速度按比例应为2v,所用时间t2=2x2v=xv,这样一来,通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同,进而得出通过第2段位移x不需要时间的荒谬结论。因此,落体运动中速度v不能正比于位移x。你是否同意上述伽利略的论证过程,请说明理由______。
13.(10分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,并测出它们之间的距离,已知交流电源的频率是50Hz,纸带上每两个计数点间还有四个点未画出.则:
(1)纸带上相邻计数点的时间间隔T=______s;
(2)打点计时器打B点时小车的瞬时速度vB=______m/s(结果保留三位有效数字);
(3)如果小车系在纸带的A端,那么小车做 ______直线运动(填“匀速”“匀加速”“匀减速”);
(4)小车的加速度大小a=______m/s2(结果保留三位有效数字)。
三 、单选题(本大题共4小题,共24分)
14.(6分)如图是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.20cm、sBC=4.65cm、sCD=5.10cm、sDE=5.54cm、sEF=6.00cm、sFG=6.46cm,已知打点计时器的工作周期为0.02s,则小车的加速度a=()m/s2。(结果保留2位有效数字)
A. 0.45 B. 45 C. 0.41 D. 41
15.(6分)光电门在测量物体的瞬时速度方面有得天独厚的优势,现利用如图所示的装置验证动量守恒定律。在图中,气垫导轨上有两个滑块,滑块上面固定一遮光片,光电计时器可以记录遮光片通过光电门的时间。测得遮光条的宽度为Δx,用ΔxΔt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使ΔxΔt更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A. 换用宽度更窄的遮光条
B. 提高测量遮光条宽度的精确度
C. 使滑块的释放点更靠近光电门
D. 增大滑块的质量,以减小滑块通过光电门的速度
16.(6分)下列几种描述表示平均速度的是( )
A. 子弹从枪膛射出的速度为900m/s
B. 某同学在百米赛跑中的速度是8m/s
C. 短跑运动员冲过终点的速度为10m/s
D. 汽车速度表上某时刻指针所指的速度为54km/h
17.(6分)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)得到如下图所示的纸带,图中的点为计数点,相邻两个计数点间还有四个点未画出,下列表述正确的是( )
A. 实验时应先放开纸带再接通电路
B. (S6-S1)等于(S2-S1)的6倍
C. 从纸带可求出计数点B对应的速率
D. 相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
四 、多选题(本大题共5小题,共30分)
18.(6分)在“探究小车的速度随时间的变化规律”的实验中,下列说法中正确的是( )
A. 纸带上的点间间隔相等,表示纸带是匀速运动的
B. 在打下的纸带上,点迹密的地方,表示小车的速度大,稀疏的地方表示速度小
C. 在打下的纸带上,点迹密的地方,表示小车的速度小,稀疏的地方表示速度大
D. 根据实验测量数据,作v-t图象时,先在坐标系中描点,然后用一条平滑的曲线”拟合”这些点,且画图象时,要使它两侧的点数大致相同
19.(6分)根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )
A. 时间间隔 B. 位移 C. 速率 D. 平均速度
20.(6分)在用打点计时器“探究小车速度随时问变化的规律”的实验中,下列关于作υ-t图象的说法中,正确的是( )
A. 只要确定了υ-t图象中的两点,就可以得到小车运动的υ-t图象,因此,实验只需要测出两组数据
B. 作υ-t图象时,所取的点越多,图线就越准确
C. 作出的υ-t图线应该通过所有的点,图线曲折也可以
D. 对于偏离直线较远的点,误差太大,应舍去
21.(6分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T,x1、x2、x3、x4、x5、x6、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移,下列可用来计算打D点时小车速度的表达式的是( )
A. x3+x4T B. x3+x42T
C. x2+x3+x4+x54T D. x1+x62T
22.(6分)如图所示为某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带.图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.由图中的数据可知( )
A. 小车做匀加速直线运动
B. 小车加速度的大小为0.80ms2
C. 小车经过B点时的速度大小为0.08ms
D. 计数点A、C对应的时间间隔内小车的平均速度大小为0.16ms
答案和解析
1.【答案】0.45 大于;
【解析】解:根据平均速度的定义可知,可得AB段的平均速度大小为:- v=x t=0.55-0.1 2.0-1.0m/s=0.45m/s;
由s-t图像的斜率表示速度可知,AB段的平均速度大于小车经过A点的速度。
故答案为:0.45;大于
根据平均速度的定义计算出平均速度的大小,在s-t图像中,斜率表示速度,由此比较两个速度的大小。
此题主要考查了s-t图像的相关应用,根据平均速度的定义计算出平均速度的大小,同时在s-t图像中斜率表示速度。
2.【答案】0.71;2;
【解析】解:根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.
vD=XCEtCE=0.061+0.0812×0.1=0.71m/s
从纸带上可以发现相邻的相等时间间隔计数点位移之差相等,即Δx=0.02m.
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=XBC-XABT2=0.041-0.021(0.1)2=2m/s2.
故答案为:0.71,2.
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
3.【答案】交流;0.02;0.1;
【解析】解:电磁打点计时器的电源应是交流电源,实验室使用电源的频率为50HZ时,每隔0.02秒打一次点,如果每隔4个点取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s.
故答案为:交流,0.02,0.1;
正确解答本题需要掌握:了解打点计时器的原理和具体使用,尤其是在具体实验中的操作细节要明确,要知道打点计时器的打点频率和周期的含义和关系.
对于基本仪器的使用,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去操作,深刻了解具体操作细节的含义.
4.【答案】匀加速直线; 匀速直线; -0.25;
【解析】解:(1)由v-t图象的规律可知,Oa段汽车做匀加速直线运动;
(2)ab段汽车速度不变,做匀速直线运动。
(3)bc段汽车做匀减速直线运动,加速度为a=ΔvΔt=0-2080ms2=-0.25ms2
故答案为:(1)匀加速直线,(2)匀速直线,(3)-0.25
v-t图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动,平行于时间轴的直线表示匀速直线运动.图象的斜率等于加速度,根据数学知识求解加速度。
根据图象的形状分析物体的运动情况是基本能力,是加强训练熟练掌握.对于v-t图象关键要明确图象的斜率等于加速度,来分析物体的运动规律。
5.【答案】v0t12;v0(t1-t2)2t0+t1+t2;
【解析】解:超声波做匀速运动,往返的时间相同,故超声波信号被汽车反射时所需时间t=t12,距离为x=v0t=v0t12
第二次反射式局测速仪的距离为x'=v0t22
两次反射汽车通过的位移为Δx=x-x'=v0(t1-t2)2
所需时间t'=t1+t22+t0
汽车的速度为v=Δxt'=v0(t1-t2)2t0+t1+t2
故答案为:v0t12;v0(t1-t2)2t0+t1+t2
超声波做匀速直线运动,往返的时间间隔相等,根据x=vt求得相距的距离,根据两次超声的反射,求得两次反射内汽车前进的位移,有v=xt求得汽车的速度
此题主要考查了匀速直线运动,汽车在接收到信号之间的距离,要通过其与测速仪之间的距离的变化求出.如何确定汽车运动的时间,是此题的难点.
6.【答案】刻度尺 BDG B;
【解析】解:
(1)“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,不用称量重量,故不用天平;
不能使用直流电,要用低压交流电源;
打点计时器可以记录时间,故不用秒表;
最后需要测量纸带点的间距,故需要刻度尺.
故还需要的是刻度尺,不需要的是BDG.
(2)A、小车加速度不能用加速度定义式求,应用逐差法来求,可以减小误差,故A错误.
B、在实验操作过程中应先接通电源,再释放小车,故B正确.
C、处理数据作v-t图时,所描直线不必经过每一个点,只要能穿过尽可能多的点就行,故C错误.
D、打点计时器是计时仪器,频率是50Hz,周期是0.02s,故每0.02s打一个点,故D错误.
故选:B
故答案为:
(1)刻度尺;BDG;(2)B.
首先应该掌握该实验的实验原理和实验方案,实验的原理是:小车在带有滑轮的长木板上,在钩码带动下后面拖一条穿过打点计时器的纸带,做匀加速直线运动,由此在小车所挂的纸带上留下一系列的点,依据点的情况来判定小车速度随时间的变化,据此可知:
(1)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,不用称量重量;
打点计时器是使用交流电的装置,且其本身通过打出的纸带就能记录时间;
最后需要测量纸带点的间距来求小车的速度,故需要刻度尺.
在实验数据的处理和操作上:
(2)小车加速度不能加速度定义式求会增大误差,应用逐差法来求以减小实验误差.
在实验操作过程必须先接通电源,再释放小车,这是固定要求的操作.
处理数据作v-t图时,所描直线不必经过每一个点,只要能穿过尽可能多的点就行,不在直线上的点应该均匀分布在直线两侧;做其他图象也是这个原则,不能强迫所有的点都在直线上.
打点计时器是计时仪器,所用交流电的频率是50Hz,周期是0.02s.
本题关键是掌握求加速度应该用逐差法,关于实验器材的记忆因为不同实验用到器材不同,而且都有很多,容易混淆或遗漏,建议结合实验的原理图,结合每个器材的功能来记忆.
7.【答案】
1.45 2.50 0.0680;
【解析】
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
由于相邻两计数点间还有1个打点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,v2=x13t13=1.45m/s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小。
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,得:x4-x2=2a1T2,x3-x1=2a2T2,为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值,得:a=a1+a22,解得a=2.50m/s2,根据匀变速直线运动的推论得:x5-x4=aT2,所以x5=0.0680m。
故答案为:1.45;2.50;0.0680。
8.【答案】3.07;
【解析】解:由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据平均速度定义得ae段的平均速度为:vae=8.4+26.8+38.8+48.90.4×10-2=3.07m/s
故答案为:3.07。
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,从而即可求解。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
9.【答案】0.08s 匀减速;
【解析】解:(1)由于相邻计时点间的时间间隔为0.02s,纸带中AB段运动的时间为0.08s.
(2)纸带B端与滑块相连接,在图中发现从打B点到打A点的过程中,由于相邻的时间间隔位移之差相等,相邻计时点的位移间隔越来越小,所以纸带的速度越来越小,所以这段时间内小车做匀减速运动.
故答案为:(1)0.08s;(2)匀减速。
根据计时点的间隔得出纸带中AB段运动的时间;根据相邻计数点间的距离的变化判断速度的变化.
相同的时间看距离的变化,从而来判断纸带的运动情况,要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
10.【答案】(1)靠近;(2)0.26,0.40;(3)偏小。;
【解析】
解决本题的关键知道实验的原理,掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用。
(1)为了纸带上多打一些点小车应靠近打点计时器;
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小.
(3)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,根据周期的测量误差确定测量值的测量误差。
(1)为了纸带上多打一些点,小车释放前应靠近打点计时器;
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,vB=xAC2T=52.0×10-22×0.1m/s=0.26m/s;
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=xCE-xAC2T2=0.40m/s2;
(3)当电源频率大于50Hz时,实际打点周期将变小,而进行计算时,仍然用0.02s,因此测出的速度数值将比物体的真实数值偏小。
故答案为:(1)靠近;(2)0.26,0.40;(3)偏小。
11.【答案】弹簧测力计 (x4+x5+x6)-(x1-x2-x3)9T2 0.65 ;
【解析】解:(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计.
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知:
vD=x3+x42T=8.33+8.95×10-2m2×0.1s=0.864 ms
同理可得vE=0.928 ms
(3)根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=13(a1+a2+a3)=(x4+x5+x6)-(x1-x2-x3)9T2
即小车运动的加速度计算表达式为:
(x4+x5+x6)-(x1-x2-x3)9T2
(4)小车的速度-时间关系图线如图所示.
(5)小车的加速度
a=ΔvΔt=1.00-0.700.50-0.04 ms2=0.65 ms2.
故答案为:(1)弹簧测力计;
(2)0.864,0.928;
(3)(x4+x5+x6)-(x1-x2-x3)9T2;
(4)如上图;
(5)0.65.
(1)根据实验目的明确实验步骤和所要测量的物理量,即可知道实验所需要的实验器材;
(2)在匀变速直线运动中,时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出D、E速度大小;
(3)利用描点法可画出速度-时间图象;
(4)为了充分利用记录数据,减小误差,可用逐差法求加速度;
(5)根据v-t图象的物理意义可知,图象的斜率表示加速度大小.
对于实验器材的选取一是根据实验目的进行,二是要进行动手实验,体会每种器材的作用;考查了有关纸带处理的基本知识,平时要加强基础实验的实际操作,提高操作技能和数据处理能力.要注意单位的换算和有效数字的保留;同时注意利用图象来解决问题
12.【答案】;
【解析】(1)AB.打点计时器的工作电源是交流电,A正确,B错误;
CD.实验中测量纸带上计数点间的距离,可利用刻度尺,不需要用螺旋测微器,C正确,D错误;
E.实验中小车做变速运动即可,因此不需要天平测量重物的质量,E错误;
F.打点计时器是计时的仪器,故不需要停表,F错误。
故选AC。
(2)电源的频率为50Hz,所以两相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s,
匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度,可知打A点时小车的瞬时速度为vA=(5.00+7.10)×10-22×0.1m/s=0.605m/s;
(3)v-t图像表示速度随时间变化的关系,图像的斜率表示加速度,由图像可知斜率不变,加速度不变,即速度随时间均匀变化,所以小车做匀变速直线运动。故选B;
(4)根据逐差法可得小车的加速度a=(11.09+13.10+15.10)×10-2-(5.09+7.10+9.10)×10-29×0.12m/s2=2.0m/s2;
(5)若速度正比于位移,设物体通过位移x时的速度为v,由于v是这一过程的末速度,而不是平均速度,所以所用时间t1≠xv,同理,通过2倍位移2x时的速度若为2v,所用时间t2≠2x2v=xv,因而无法得出如下结论:通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同,进而得出通过第2段位移x不需要时间。所以不同意上述伽利略的论证过程。
13.【答案】0.1 0.770 匀减速 2.51;
【解析】解:(1)交流电源的频率是50Hz,则打点计时器每隔0.02s打一个点,纸带上每两个计数点间还有四个点未画出,所以纸带上相邻计数点的时间间隔
T=5×0.02s=0.1s
(2)根据匀变速直线运动规律解得打点计时器打B点时小车的瞬时速度
vB=xAC2T=6.44+8.952×0.1×10-2m/s=0.770m/s
(3)从纸带上打出的点的轨迹看越远离A端,相等时间间隔内位移越小,可知如果小车系在纸带的A端,那么小车做匀减速直线运动。
(4)根据逐差法求得小车的加速度
a=xEC-xAC4T2=1.42+3.93-6.44-8.954×0.12×10-2m/s2=-2.51m/s2
故答案为:(1)0.1;(2)0.770;(3)匀减速;(4)2.51.
(1)打点计时器每隔0.02s打一个点,纸带上每两个计数点间还有四个点未画出,可计算时间间隔;
(2)根据匀变速直线运动规律解得打点计时器打B点时小车的瞬时速度;
(3)从纸带上打出的点的轨迹看越远离A端,相等时间间隔内位移越小,可知如果小车系在纸带的A端,那么小车做匀减速直线运动;
(4)根据逐差法求得小车的加速度
此题主要考查探究小车速度随时间变化的规律,解题关键注意速度与加速度的计算方法。
14.【答案】A;
【解析】解:相邻两个计数点之间的时间间隔
T=0.02s×5=0.1s
由逐差法求加速度
a=xDG-xAD9T2=5.54+6.00+6.46-4.20-4.65-5.109×0.12×10-2m/s2=0.45m/s2
故A正确,BCD错误。
故选:A。
根据逐差法代入数据计算出小车的加速度即可。
此题主要考查了逐差法计算出纸带的加速度,熟悉逐差法的应用并代入数据即可完成分析。
15.【答案】A;
【解析】解:根据平均速度等效替代瞬时速度,故只能尽量减小计算平均速度的位移,
即换用宽度更窄的遮光条当遮光条,才能使ΔxΔt越接近于瞬时速度,故A正确,BCD错误;
故选:A。
依据平均速度代替瞬时速度的方法,并结合Δx趋向于0时的平均速度可近似等于瞬时速度,从而即可求解。
解答本题应掌握关键问题,要使位移与时间的比值更接近一个瞬间只能减小宽度;其他实验方法均无能为力。
16.【答案】B;
【解析】解:A、C、D、子弹从枪膛射出的速度、运动员冲过终点的速度、车速不得超过30km/h、汽车速度表上某时刻指针所指的速度均是指在某一位置(或某一时刻)的速度,因此为瞬时速度,
B、某同学在百米赛跑中的速度对应着一段位移的速度故为平均速度.
故选:B.
平均速度和瞬时速度的区别在于平均速度与一段位移或一段时间对应,而瞬间速度和某一位置或某一时刻对应,因此明确二者概念即可正确解答本题.
生活中的很多现象是和物理知识相互对应的,因此要经常利用所学物理概念深入分析实际问题,提高对物理规律的理解和应用.
17.【答案】C;
【解析】解:A、实验时,如果先放开纸带,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故A错误.
B、根据运动学公式Δx=at2得,
S6-S1=5at2,S2-S1=at2,所以(S6-S1)等于(S2-S1)的5倍.故B错误.
C、根据中间时刻速度等于一段过程中的平均速度可求出某点的瞬时速度得
vB=xACtAC=s2+s32T,故C正确.
D、相邻两个计数点间还有四个点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,故D错误.
故选C.
了解实验的装置和工作原理.
纸带匀变速直线运动,相邻的时间间隔位移之差相等.
根据中间时刻速度等于一段过程中的平均速度可求出某点的瞬时速度.
对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律,在平时的练习中要加强应用.
18.【答案】ACD;
【解析】解:A、纸带上的点间时间间隔相等,当点间距相等,则表示纸带是匀速运动的,故A正确;
BC、纸带上两个点之间的时间间隔一定,纸带上打点密集说明,纸带运动的速度较小,稀疏的地方表示速度大,故B错误,C正确;
D、作图研究实验测量点间的关系时,画曲线时让尽量多的点落在该曲线上;如不在曲线上,应使尽量多的点均匀分布在曲线的两侧;离曲线太远的点,说明误差太大,可以舍弃;作图时用平滑的曲线,不能用折线,故D正确。
故选:ACD。
正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造等,明确《探究小车速度随时间变化的规律》实验中一些简单操作细节等。
考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,明确作图的注意事项,并能灵活应用求解图象问题。
19.【答案】AB;
【解析】解:A、打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以数点就知道时间间隔,故A正确;
B、位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就得了,故B正确;
C、速率的求解需要运用匀变速直线运动的公式,故C错误。
D、平均速度的求解需要运用物理公式,故D错误;
故选:AB。
明确打点计时器原理,根据打点计时器的工作原理及应用可以判断各物理量是否能正确得出
该题考查打点计时器的基本原理,要注意分清楚实验中能够通过仪器直接测得的物理量和运用物理规律间接求得的物理量。
20.【答案】BD;
【解析】
实验通过描点法作出v-t图象,看图象是否为直线来判断小车是否做匀变速直线运动。此题主要考查了用图想法处理实验数据的方法,v-t图象为直线就说明小车做匀变速直线运动
A.该实验要判断小车是否做匀变速直线运动,故需要测出多组数据,故A错误;
B.作v-t图象时,所取的点越多,图线就越准确,故B正确;
CD.要画出一条直线通过多数点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,偏离较远的点要舍去,故C错误,D正确。
故选BD。
21.【答案】BCD;
【解析】解:根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小。
vD=xCE2T=x3+ x42T,
又x3-x1=x6-x4,所以x3+x4=x1+x6
即vD=x1+x62T=x3+x42T
或者vD=xBF4T=x2+x3+x4+ x54T,故A错误,BCD正确;
故选:BCD。
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
22.【答案】ABD;
【解析】解:A、根据纸带得出相邻的时间间隔位移之差相等,即Δx=0.80cm,所以小车做匀加速直线运动,故A正确;
B、根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=0.0080.01=0.80ms2,故B正确;
C、根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。
vB=0.012+0.022×0.1=0.16ms,故C错误;
D、计数点A、C对应的时间间隔内小车的平均速度大小øverlinev=0.012+0.022×0.1=0.16ms,故D正确;
故选:ABD。
根据相邻的时间间隔位移之差相等判断运动性质;
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.
利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
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