必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律优秀综合训练题

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律课中练

一、实验原理与操作

【例题】

1. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，

（1）从下列给出的器材中选出需要的器材.

A.电磁打点计时器  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  I.刻度尺

选出的器材有AEFH，还需要________.

（2）某同学按照以下步骤进行操作：

a.换上纸带重复做次，选择一条较为理想的纸带；

b.将打点计时器间定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源；

c.把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再接通电源；

d.断开电源，取下纸带；

e.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器.

以上步骤有错误的是________（填步骤前的字母），应更正为________；步骤合理的顺序是________（填步骤前的字母）。

【课堂练习】

2.某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。

(1)图中仪器A叫作______打点计时器，使用220 V______（填“交流”或“直流”）电源。释放小车前，小车应停在______（填“靠近”或“远离”）仪器A的位置；

(2)使用打点计时器分析小车运动情况的实验中，有以下基本步骤：

A．松开纸带让小车带着纸带运动                       B．穿好纸带

C．把打点计时器固定好                                        D．接通电源进行打点

以上步骤的正确顺序是______。

3. 在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是_____．

A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位

B．使小车运动的加速度尽量小些

C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算

D．适当增加挂在细绳下钩码的个数

4. 用电磁打点计时器、光滑平板、小车等器材探究小车速度随时间变化的规律，如图所示是某同学即将释放小车前的实验装置图，该装置图中有3处明显错误，它们分别是：

（1）____________________________；

（2）____________________________；

（3）____________________________．

二、实验数据处理

【例题】

5. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为.记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出.

（1）由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表：

（2）根据上表中的数据，在图中作出小车运动的图线，并分析小车速度随时间的变化规律 _______ .

（3）根据作出的图线可得小车运动的加速度为________.

【课堂练习】

6. 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，下列关于作图象的说法中，正确的是（　　）

A. 只要确定了图象中的两点，就可以得到小车运动的图象，因此，实验只需要测出两组数据

B. 作图象时，所取的点越多，图线就越准确

C. 作出的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，说明误差太大，应舍去

7. 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)，如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示v­t关系的图线，从而求出加速度的大小。

(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v­t关系的图线_____(作答在图上)，其中________(填“x”或“y”)轴相当于v轴，________(填“x”或“y”)轴相当于t轴。

(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出________段纸带的长度。

(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为________ m/s2。

8. 一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，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。如图甲所示，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相同。

(1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整。

(2)在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像（保留描点痕迹）_________。

(3)由v－t图像可知小车运动的规律：速度随时间____________。

参考答案

1.【答案】（1）CI；（2） c；先接通电源，再释放小车；becda

【详解】(1)在本实验中，不需要测量小车或砝码的质量，因此不需要天平，打点计时器使用的是交流电源，因此不需要直流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：CI．

(2)以上步骤有错误的是c，应先接通电源，再释放小车．

根据组装器材、进行实验，数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：becda．

2. 【答案】（1）电火花；交流； 靠近；(2) CBDA

【详解】(1)题图中仪器A叫作电火花打点计时器。使用220 V交流电源。实验过程中，释放小车前，小车应停在靠近仪器A的位置。

(2)使用打点计时器分析小车运动情况的实验中，基本步骤为：先把打点计时器固定好，穿好纸带，再接通电源进行打点，之后松开纸带让小车带着纸带运动，故正确的顺序是CBDA。

3. ACD

【详解】A．选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；

BD．在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；

C．为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．

故选ACD。

4. 【答案】（1）细线与平板不平行；（2）打点计时器接的是直流电源；（3）小车离打点计时器的距离太远

【详解】(1)由实验装置图象可知，细线与木板不平行，所以此处错误；

(2)打点计时器用的必须是交流电，图中用的是直流电，所以采用的电源不对；

(3)小车释放的位置应该靠近打点计时器，打点计时器应该固定在木板的右端，以便测量更多的数据来减小误差．

5.【答案】（1）. 0.35； 0.55；（2）图片见解析；小车速度随时间均匀增加；（3）1

【详解】(1)用一段很短时间内的平均速度可替代这段时间中间时刻的瞬时速度，则

.

（2）画出的图像应为一条倾斜直线，如图所示.

小车运动的图像是一条倾斜向上的直线，说明小车速度随时间均匀增加.

(3)由图像的斜率表示小车的加速度，可求得加速度

6. BD

【详解】作v-t图时，为了使图线尽量准确，应该有较多的数据点，选项A错误B正确；作图时应使尽量多的点在直线上，其他的点均匀地分布在直线两侧，个别误差大的点，可以舍去不予考虑，选项C错误D正确．

7. 【答案】（1） 图见解析； y ；x；（2） b ；（3） 2

【详解】(1)分别取a、b、c、d、e五段的上方中点，并连线，则得到能表示v—t关系的图线，如图所示：

y轴相当于v轴；x轴相当于t轴；

(2) t＝0.15s是BC段的中间时刻，要求t＝0.15s时的瞬时速度，只需要测b段纸带的长度，然后用求得的平均速度即可认为是t＝0.15s时刻的瞬时速度；

(3) a、e段各自中间时刻的速度分别为

根据得

8. 【答案】（1） 0.12； 0.24；（2）图片见解析；（3）均匀增加

【详解】(1)因为x1＋x2＝0.06 m，且

v2＝m/s＝0.06 m/s

所以

T＝0.5 s

因为x2＋x3＝0.12 m，则

v3＝m/s＝0.12 m/s

因为x4＋x5＝0.24 m，则

v5＝m/s＝0.24 m/s

(2)其v－t图像如图所示。

(3)小车运动的v－t图像是一条斜向上的直线，表示小车的速度随时间均匀增加。