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精品练习

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1 实验:探究小车速度随时间变化的规律


基础巩固


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.(多选)右图是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,所用电源频率为50 Hz,测量出AB=1.2 cm,AC=3.6 cm,AD=7.2 cm,计数点A、B、C、D中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是( )





A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器


B.每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s


C.打B点时纸带的速度vB=0.20 m/s


D.本实验也可以采用电火花计时器


3.在研究小车直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:





为了算出加速度,合理的方法是( )


A.根据任意两计数点的速度,用公式a=ΔvΔt算出加速度


B.根据实验数据,画出v-t图像,量出其倾角α,由公式a=tan α算出加速度


C.根据实验数据,画出v-t图像,由图线上任意两点所对应的速度,用公式a=ΔvΔt算出加速度


D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其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,相邻计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50 Hz)





(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


。


能力提升


1.某同学用打点计时器做研究变速运动的实验。他按下图所示安装好了实验器材,接好了线,准备打开电源开关进行实验。在他所组装的器材中,有三处错误,请你指出:





(1) ;


(2) ;


(3) 。


2.如图甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况。小车开始在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做减速运动。所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s。试用作图法(v-t图像)求出小车在玻璃板上的运动速度大小。














3.某同学用以下方法绘制并得到小车的v-t图像如图所示。





(1)先把纸带每隔0.1 s剪断,得到若干短纸条。


(2)再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条的下端对齐,作为时间轴,标出时间。


(3)最后将纸条上端中心连起来,于是得到如图所示的v-t图像。


这样做有道理吗?为什么?











参考答案


第二章 匀变速直线运动的研究


1 实验:探究小车速度随时间变化的规律


基础巩固


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.BD 电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;电磁打点计时器打点的周期为0.02 s,相邻两个计数点间有4个点未画出,即两个计数点间的时间间隔为0.1 s,选项B正确;vB=xAC2T=0.0360.2 m/s=0.18 m/s,选项C错误;电磁打点计时器和电火花计时器都可以用,选项D正确。


3.C 选项A偶然误差较大。选项D实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的v-t图像,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差。由于在物理图像中两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据可以画出倾角不同的许多图线,选项B错误。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=ΔvΔt算出加速度,即选项C正确。


4.解析 (1)打C点时对应的速度为


vC=xBD2T=60.30-7.500.2 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=vD-vBtD-tB=3.90m/s-1.38m/s(3-1)×10-1 s=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


能力提升


1.解析 由图可知,电磁打点计时器所选电源种类错误,应选约为8 V 的交流电源;电压选择2 V偏低,不能正常工作,所以要选约为8 V电压;应接交流输出,不能接直流输出。同时为了使纸带充分利用,应该使小车靠近电磁打点计时器,而不是靠近滑轮。


答案 (1)电压不应选2 V,应选约为8 V


(2)不应接直流输出,应接交流输出


(3)小车不应靠在滑轮处,应靠近电磁打点计时器处


2.解析 设对应点1、2、3、4、5的瞬时速度分别为v1、v2、v3、v4、v5,则有


v1=1.6+ cm/s=75 cm/s=0.75 m/s,


v2=1.4+ cm/s=65 cm/s=0.65 m/s,


v3=1.2+ cm/s=55 cm/s=0.55 m/s,


v4=1.0+ cm/s=45 cm/s=0.45 m/s,


v5=0.8+ cm/s=35 cm/s=0.35 m/s,


以速度为纵坐标,以时间为横坐标建立直角坐标系,用描点法作出小车在薄布上做减速运动时的v-t图像。将图线延长,使其与纵轴相交,如图所示。由图像可知,小车做减速运动的初速度为0.85 m/s,即为小车在玻璃板上的运动速度大小。





答案 0.85 m/s


3.答案 有道理。剪下的纸条长度表示0.1 s内位移的大小,可近似认为速度v=Δx0.1s,纸条长度可认为表示速度大小,故这样做是有道理的。


计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对


应时刻/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
通过计数点的


速度/(cm·s-1)
44.0
62.0
81.0
100.0
110.0
168.0