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习题

新20版练B1物理人教2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

第二章 匀变速直线运动的研究

第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律

考点1实验原理与操作

1.(安徽六安2019高一月考)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上　　　　。 

A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路

C.换上新的纸带,再重做两次

D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面

E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动

F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码

G.断开电源,取出纸带

答案：DBFAEGC

解析：正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路;把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊着合适的钩码;把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面;使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动;打完一条纸带,断开电源,取下纸带;换上新纸带,再重做两次。即顺序为DBFAEGC。

2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是(　　)。

A.长木板一定要水平摆放

B.使用刻度尺测量长度时,不必估读

C.使用刻度尺测量长度时,要估读到分度值的下一位

D.作v-t图像时,所描线必须经过每一个点

答案：C

解析：实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当地调整使一端高一端低,也是可以的,A项错误。使用刻度尺测量长度时,需要估读,B项错误,C项正确。作v-t图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,D项错误。

3.(福建三明2019高一月考)(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,采用下列哪些措施,有利于减小纸带因受到摩擦而产生的误差(　　)。

A.改用6 V直流电源

B.将电磁打点计时器换成电火花打点计时器

C.用平整的纸带,不用褶皱的纸带

D.纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜

答案：BCD

解析：打点计时器使用的是交流电源,故A项错误。电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示点迹的一种计时仪器,不会产生拖痕,可使实验更精确,误差更小;而电磁打点计时器是利用变化的低压交变电流使铁芯产生磁性,吸引带振针的铁条,通过复写纸在纸带上打出点,可能会产生一些拖痕,且点痕有时不太明显,误差较大,故B项正确。要选用平整的纸带,这样的纸带和打点计时器间的摩擦阻力较小,故C、D两项正确。

4.(浙江杭州五县七校2018高一上期中)如图2-1-1(a)所示,在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源。由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的　　(填“甲”或“乙”)计时器。图(b)中存在的错误有①　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　。 

图2-1-1

答案：乙　①接线柱接在直流电上　②电压选择12 V挡

解析：电火花打点计时器用的是220 V交流电,即日常的民用电;而电磁打点计时器用的是6 V以下的交流电,实验中要用学生电源的交流6 V或4 V挡来供电,所以该同学用的是图乙的电磁打点计时器。图(b)中导线应接在学生电源右边的“AC”接线柱上,且调整输出电压为6 V或4 V。故图(b)中存在的错误有①接线柱接在直流电上;②电压选择12 V挡。

5.(宁夏银川2019高一月考)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,应该用带有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,得出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

答案：C

解析：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,C项正确。

考点2实验数据处理

6.(浙江湖州2019高一月考)在研究匀变速直线运动的实验中,已算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,合理的方法是(　　)。

A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度

B.根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角,由公式a=tanθ求出加速度

C.根据实验数据画出v-t图像,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

答案：C

解析：方法A偶然误差较大。方法D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像,方法B是错误的。正确的方法是根据图像找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=算出加速度,即方法C。

7.(江苏连云港2018高一期末)一个物体拖动纸带运动,获得打点计时器打出的一段纸带如图2-1-2所示,每两个计数点之间的时间间隔为0.1 s,打点计时器打下计数点3时物体的瞬时速度为　　　　;打点计时器打下计数点4时物体的瞬时速度为　　　　;物体的加速度为　　　　。 

图2-1-2

答案：0.5 m/s　0.65 m/s　1.5 m/s2　

解析：利用匀变速直线运动的推论得v3= =0.5 m/s,v4==0.65 m/s,a==1.5 m/s2。

8.(湖北襄阳四中2019测试)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点周期为0.02 s的打点计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图2-1-3所示,在纸带上选择0,1,2,3,4,5共六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着分度值为1毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐。由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3。

图2-1-3

(1)读出距离:d1=1.20 cm,d2=　　　　cm,d3=　　　　cm。 

答案：5.40　12.00

解析：由题图可知d2=5.40 cm,d3=12.00 cm。

(2)计算小车通过计数点“2”时的瞬时速度v2=　　　　m/s。(结果保留两位有效数字) 

答案：0.21

解析：小车通过计数点“2”的瞬时速度可用“1”“3”间的平均速度表示,则v2= =0.21 m/s。

(3)小车的加速度大小a=　　　　m/s2。(结果保留两位有效数字) 

答案：0.60

解析：小车通过计数点“4”的瞬时速度v4==0.33 m/s,则小车加速度大小a===0.60 m/s2。

考点3实验方案

9.(湖北黄冈中学2019周测)如图2-1-4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运动,后来在薄布上做减速运动。所打出的纸带及相邻两点间的

距离(单位:cm)如图2-1-4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。

图2-1-4

答案：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= cm/s=75 cm/s=0.75 m/s,

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

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

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

v5= 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。