高一上学期物理人教版（2019）必修第一册2.1探究小车速度随时间变化的规律同步讲义

这是一份高一上学期物理人教版（2019）必修第一册2.1探究小车速度随时间变化的规律同步讲义，共13页。学案主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是（ ）
A．B．
C．D．
2．采取下列哪些措施，有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差_______
A．改用直流6V的电源
B．电源电压越低越好
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带
D．纸带是否歪斜对实验无影响
3．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大
A．B．C．D．
4．在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中，获得的一段纸带如图所示，A、B、C、D为相邻的四个计数点，已知AB=1.80cm，BC=2.00cm，CD=2.20cm，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的
B．实验时应先释放小车再接通电源
C．打点计时器打C点时，小车的速度为0.42m/s
D．小车运动的加速度是0.2m/s2
5．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是( )
A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处
C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车
D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
6．物体沿直线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．若物体某1秒内的平均速度是5 m/s，则物体在这1 s内的位移一定是5 m
B．若物体在第1 s末的速度是5 m/s，则物体在第1 s内的位移一定是5 m
C．若物体在10 s内的平均速度是5 m/s，则物体在其中1 s内的位移一定是5 m
D．物体通过某位移的平均速度是5 m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5 m/s
7．如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为，要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是（ ）
A．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出
B．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出
C．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出
D．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出
8．在用打点计时器测速度的实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示，要求测出D点瞬时速度，本实验采用包含D点在内的一段距离中的平均速度来近似地代表D点的瞬时速度，已知电源频率50Hz，下列几种方法中最准确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
9．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各点的瞬时速度，描点作图后，关于加速度的计算，下列说法正确的是（ ）
A．根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v-t图像，量出图线的倾角θ，由公式算出加速度
C．根据实验数据画出v-t图像，选取图线上相距较远的两个点，用公式算出加速度
D．依次选择2个计数点速度计算出多个加速度，然后算出这些加速度的平均值
二、多选题
10．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，获得如图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点的时间间隔为T，、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离，下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有( )
A．B．
C．D．
11．如图甲、乙所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知（ ）
A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大
B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小
C．纸带甲的加速度比乙的大
D．纸带甲的加速度比乙的小
12．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度。然后他以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并画出了小车运动的图像，如图所示。针对该同学作出的图像，他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法，以下四种看法中，你认为有道理的是（ ）
A．这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图线不可能为一条直线，而应为条平滑的曲线
B．这10个点中，有8个点虽然不在一条直线上但它们紧挨在某条直线附近，只有G和B两个点离这条直线较远
C．在这10个点中，有3个点（A、D、J）能画出一条直线，其余7个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律
D．D．与直线偏差较小的点（C、E、P、H、J）可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点（B、G）则可能是实验中出现失误造成的
三、填空题
13．如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时_____ s，位移为_____ m，这段时间内的平均速度为_____ m/s，BC段的平均速度为_____m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是_____m/s．（平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字）
14．如图是用 DIS 测定小车的加速度的实验装置．
（1）信号发射部分和信号接收部分组成为_____传感器，其中 A 是信号_____部分．
（2）实验室里使用这组传感器直接测量的物理量是________．
15．以下是探究小车速度随时间变化规律的实验的一些步骤，其正确顺序是______．
①把穿过打点计时器的纸带固定在小车上；
②把打点计时器固定在木板上，并接好电路；
③更换纸带，再做两次；
④把长木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面；
⑤使小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车；
⑥将细绳拴在小车上并绕过定滑轮，下面挂上适量的钩码；
⑦断开电源，取出纸带．
四、实验题
16．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s；
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）（_________），并根据图线求出小车运动的加速度a＝___m/s2；（结果保留2位有效数字）
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是____cm/s，此速度的物理意义是______。
五、解答题
17．如图为一升降机向上做直线运动的速度-时间图像，根据图像求：
（1）升降机向上运动中的最大速度；
（2）升降机上升的总高度；
（3）升降机在整个上升过程中的平均速度大小。
参考答案
1．B
【详解】
根据匀速直线运动的位移公式x=vt，在相等的时间内物体的位移相等，所以纸带上打出的点的间隔应是均匀的。
故选B。
2．C
【分析】
了解打点计时器的工作电压、工作原理，掌握基本仪器的使用即可正确解答．
【详解】
打点计时器使用的电源交流电源，故A错误．电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰．故B错误．用平整的纸带，不用皱折的纸带，皱折的纸带和计时器的摩擦阻力较大，故C正确．纸带理顺推平，不让它卷曲、歪斜．故D错误．故选C．
3．A
【详解】
同一打点计时器打出的四条纸带，点迹间的时间间隔相等，设为T．根据逐差相等公式△x=aT2可知，点迹间位移差△x越大，加速度越大，据图可以看出，A图的点与点之间的距离差最大，故A的加速度最大．故A正确、BCD错误．故选A．
【点睛】
打点计时器打点的时间间隔是相等的，观察纸带上点间的距离，根据物理规律解决问题．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．
4．D
【详解】
A．按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，并不是秒表测量出的，故A错误；
B．实验时应先接通电源，再释放小车，故B错误；
C．利用匀变速直线运动的推论得
故C错误；
D．根据匀变速直线运动的推论公式
△x=aT2
可以求出加速度的大小得
故D正确。
故选D。
5．A
【分析】
正确解答本题需要掌握：理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
【详解】
A、实验前要平衡摩擦力，把木板的一端垫高，长木板应一端高一端低，故A错误；
B、在释放小车前，小车应靠近打点计时器，故B正确；
C、应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车，故C正确；
D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，故D正确；
故选A。
6．A
【详解】
A、物体某1秒内的平均速度是5m/s，根据知，物体在这1s内的位移一定是5m，所以A选项是正确的；
B、物体在第1s末的速度是5m/s，这段时间内的平均速度不一定等于5m/s，则在这1s内的位移不一定是5m，故B错误；
C、物体在10s内的平均速度是5m/s，在其中1s内的平均速度不一定等于5m/s，则位移不一定等于5m，故C错误；
D、物体通过某位移的平均速度是5m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度不一定是2.5m/s，故D错误；
所以A选项是正确的.
【点睛】
根据去求物体的位移，某段时间内的位移除以这段时间就是这段时间内平均速度．
7．B
【详解】
AB．平均速度
当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度，所以时间越短，位移越小，平均速度越接近瞬时速度，误差越小，A错误B正确；
CD．平均速度
当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度， 但是当 无限趋近于零时，不是接近E点的位置，而是远离，所以误差越来越大，CD错误。
故选B。
8．D
【详解】
ABC．计算瞬时速度时，所取位移越短，算出的平均速度越接近瞬时速度，所以选项A、B、C不合适；
D．间含两个打点间隔，即
选项D正确。
故选D。
9．C
【详解】
AC．实验中有偶然误差，通过图像法处理数据可以减小偶然误差，选择图线上较远的两个点进行计算可以减小误差，选项A错误，C正确；
D．依次选择2个计数点速度计算出多个加速度再求平均值，列式后发现多个数据在运算中被抵消，只有初末数据被利用，选项D错误；
B．图线倾角的大小与坐标轴的标度、单位有关，速度-时间图像中图线的倾角的正切值很多时候不具有实际意义，选项B错误。
故选C。
10．BD
【详解】
若取CE段的平均速度表示D点小车速度，＝，A、C错误，D正确；若取BF段的平均速度表示D点小车速度，＝，B正确．
【点睛】
在匀变速运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度.
11．BD
【解析】
试题分析：A、B、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的位移比乙的小，时间一样，因此甲的平均速度比乙小，故A错误，B正确；
C、D、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的相邻的时间间隔位移之差比乙的小，所以纸带甲的加速度比乙的小，故C错误，D正确．
故选BD．
12．BD
【详解】
ABC．由于实验存在误差，所以这10个点中有8个点不完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有G和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律。故B符合题意，AC不符合题意。
D．与直线偏差较小的点（C、E、P、H、J）可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点（B、G）则可能是实验中出现失误造成的。故D符合题意。
故选BD。
13．0.1 0.0760 0.760 0.950 0.950
【详解】
试题分析：通过纸带相等时间内的位移的变化判断纸带的运动情况．打点计时器的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，根据位移和时间求出平均速度．
解：如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时0.1s，
位移为0.0760m，
这段时间内的平均速度为=="0.760" m/s，
BC段的平均速度为==0.950 m/s，
F点的瞬时速度可以粗略的认为是BC段的平均速度，即大小是0.950m/s．
故答案为0.1；0.0760；0.760；0.950；0.950
【点评】
能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，了解打点计时器的构造并能熟练应用，对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义．
14．（1）位移， 发射； （2）位移；
【详解】
(1)根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器；A应是信号发射部分．
(2)根据实验原理可知，该实验采集的是物体位移，即直接测量的物理量是位移．
故答案为(1)位移，发射；(2)位移；
15．④②①⑥⑤⑦③
【分析】
本题考察实验的基本步骤，按步骤操作即可。
【详解】
[1]在实验中，应先固定好木板，再固定打点计时器，将纸带穿过打点计时器并固定在小车上，绕过定滑轮，并挂上适量钩码．准备就绪后应先让小车停在打点计时器附近，然后接通电源，再释放小车，打点结束后关闭电源，更换纸带，再做两次．
16．21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）
【详解】
(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点，根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为
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，因此有
(2)[2]描点作图，用平滑曲线连接，如图所示
[3]速度图象中斜率即加速度，所以
(3)[4]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是11.60cm/s；
[5]此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）。
17．6m/s 42m 4.2m/s
【详解】
（1）根据v—t图象可知，升降机向上运动中的最大速度为vm=6m/s．
（2）升降机先加速向上，再匀速向上，然后减速向上，当t=10s时，速度减小为零，升降机上升到最大高度，在v—t图象中图线与时间轴围成的梯形的面积表示物体在这段时间内通过的位移，所以，总高度
（3）平均速度等于总位移除以总时间