2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练习-高中物理人教版必修第一册

1实验:探究小车速度随时间变化的规律基础巩固1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是()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,要估读到最小刻度的下一位D.作v-t图象时,所描线必须经过每一个点解析:实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当一端高一端低,也是可以的,选项A错误。使用刻度尺测长度时,需要估读,选项B错误,C正确。作v-t图象时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,选项D错误。答案:C2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于计数点间时间间隔的下列说法正确的是()A.每隔4个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10sB.每隔4个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08sC.每隔5个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10sD.每隔5个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08ss=0.02s,所以每隔4个点解析:本实验用的电源为50Hz的交变电流,则相邻两点间的时间间隔为取一个计数点时有5个时间间隔,计数点间的时间间隔为0.10s,选项A正确,选项B错误。每隔5个点取一个计数点则有6个时间间隔,总间隔为0.02×6s=0.12s,选项C、D错误。答案:A3用打点计时器研究加速度不变的直线运动的实验中,造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是()A.长度测量不准确B.打点时间间隔不均匀C.运动中受摩擦力作用D.木板未调成水平答案:A4在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中:(1)下列器材多余的是。①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧停表⑨一端有滑轮的长木板(2)达到实验目的还需要的器材是 。解析:实验中给打点计时器供电的是低压交流电源,而非低压直流电源。实验中小车的运动时间可以从所打纸带上的点迹数出,而不使用停表测量,另外此实验不需要测质量,故不需要天平。在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离。答案:(1)②③⑧(2)低压交流电源、刻度尺5一打点计时器固定在倾角为θ的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图所示。纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间隔为0.1s。(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做运动;(2)若小车做速度随时间均匀增加的运动,则加速度的大小a=;(3)在打下计数点3时小车对应的速度大小为v=。解析:(1)连续相等时间内的位移x=6.00cm,x=16.00cm-6.00cm=10.00cm,x=30.00cm-16.00123cm=14.00cm,x=48.00cm-30.00cm=18.00cm,x=70.00cm-48.00cm=22.00cm,x=96.00cm-70.00456cm=26.00cm。因为x-x=x-x=x-x=x-x=x-x=4.00cm,即连续相等时间内的位移差都相等,所以2132435465小车做的是速度随时间均匀增加的直线运动。-(2)由Δx=aT2,得小车运动的加速度am/s2=4.00m/s2。(3)根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知vm/s=1.6m/s。答案:(1)速度随时间均匀增加的直线(2)4.00m/s2(3)1.6m/s6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,如图所示的是某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。(1)根据可以判定小车做速度随时间均匀增加的直线运动。(2)根据有关公式可求得v=1.38m/s,v=m/s,v=3.90m/s。BCD(3)利用求得的数值作出小车的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。 (4)将图线延长与纵轴相交,若交点的纵坐标是0.12m/s,此交点的物理意义是。解析:(1)计算得相邻计数点间的位移分别为x=7.5cm,x=20.1cm,x=32.7cm,x=45.3cm,相邻计数点1234间的位移差分别为x-x=12.6cm,x-x=12.6cm,x-x=12.6cm,可见,小车做速度随时间均匀增加的直213243线运动。(2)相邻计数点之间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s。打C时的瞬时速度等于BD过程的平均速度--vm/s=2.64m/s。C-m/s(3)在如图所示的坐标系中作出v-t图,图线的斜率即加速度a2=12.6m/s2。-(4)此交点的物理意义是打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度。答案:(1)相邻相等时间间隔内的位移差相等(2)2.64(3)12.6(4)打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度能力提升1(多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法正确的是()A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车D.牵引小车的钩码个数越多越好 解析:打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,选项A错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,选项B正确;若先释放小车后接通电源只能在纸带的后面部分打点,选项C正确;钩码个数少,打点密集,钩码个数多,打点太少,都会带来实验误差,选项D错误。答案:BC2(多选)一小球在水平桌面上做直线运动,用照相机对着小球每隔0.1s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示,已知照片与实物的比例为1∶10,则()A.图中对应的小球在通过8cm距离内的平均速度是2m/sB.图中对应的小球在通过8cm距离内的平均速度是1.6m/sC.图中对应的小球通过6cm处的瞬时速度是2.5m/sD.图中对应的小球通过6cm处的瞬时速度是2m/scm/s=200cm/s=2m/s,选项A正确,选项B错解析:小球在通过8cm距离内的平均速度cm/s=200误。可以认为小球通过6cm处的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度cm/s=2m/s,选项C错误,选项D正确。答案:AD3光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行,先后两次通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别是t=5×10-2s、t=3×10-2s,从光电门1到光电12门2所经历的总时间t=0.15s,用分度值为1mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示。(1)读出滑块的长度d为cm。(2)滑块通过光电门的速度v、v分别为m/s、m/s。12(3)滑块的加速度大小为。(计算结果保留两位小数)解析:(1)由图可知d=8.42cm-4.00cm=4.42cm。(2)通过光电门的速度m/s,vm/s。v12(3)滑块的加速度-a-m/s2=3.93m/s2。答案:(1)4.42(2)0.881.47(3)3.93m/s2 甲★4一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验,实验装置示意图如图甲所示。已知打点计时器使用的电源的频率为50Hz,图乙是所打出的纸带的一段,用毫米刻度尺量得数据如下:x=1.69cm,x=2.28cm,x=3.04cm,x=3.82cm,x=4.58cm,x=5.36cm,x=6.14cm。1234567(1)由图乙可知,相邻两计数点之间的时间间隔Δt=s;乙(2)利用所测数据计算小车沿斜面下滑的加速度时,有一数据不可靠,这一数据是(填数据的字母代号);(3)去掉这一不可靠数据,利用其余数据可求出小车下滑的加速度大小a=m/s2(取三位有效数字)。解析:(1)交流电源的频率为50Hz,因此打点计时器的打点周期为0.02s,所以Δt=3×0.02s=0.06s。(2)求出连续相等时间内的位移差:x-x=0.59cm,x-x=0.76cm,x-x=0.78cm,x-x=0.76cm,x-213243546x=0.78cm,x-x=0.78cm。可见x不可靠。5761(3)由逐差法可得-a代入数据得a=2.14m/s2。答案:(1)0.06(2)x(3)2.141★5在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,纸带记录了小车的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。x=1.40cm、1x=2.90cm、x=4.38cm、x=5.88cm、x=7.39cm。2345(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、E两个点时小车的瞬时速度,并将这两个速度值填入下表。速度/(m·s-1)vvvvBCDE数值0.3640.513(2)将B、C、D、E各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 (3)由所画速度—时间图象求出小车的加速度为m/s2(保留三位有效数字)。解析:(1)打B点时的瞬时速度等于AC过程的平均速度-vm/s=0.215m/sB打E点时的瞬时速度等于DF过程的平均速度-vm/s=0.664m/s。E(2)以打A点时开始计时,v-t图象如图所示。-m/s(3)根据图象求出图线的斜率就是小车运动的加速度a2=1.50m/s2。-答案:(1)0.2150.664(2)见解析(3)1.50(1.49~1.51)