高中物理人教版必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练习

【金版教程】2015-2016学年高中物理2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律课时精练新人教版必修1知识点基础中档稍难实验注意事项3、5、64实验应用计算1、2综合提升78、910、111.(多选)为了研究小车的运动，某同学用小车拖着纸带通过打点计时器打下了一系列的点，测得小车前0.1s前进了5cm,0.3s末到0.35s末前进了0.92cm，前进总长度为10cm，共用了0.4s。则下列说法正确的是(  )A．小车在10cm全过程的平均速度是0.25m/sB．小车在前0.35s内的平均速度是0.17m/sC．小车在0.1s末的瞬时速度约为0.5m/sD．无法知道小车在0.3s末的瞬时速度答案 AD解析 小车在10cm全过程的平均速度是＝m/s＝0.25m/s，选项A正确；因前0.35s内的位移不知道，故无法求其平均速度，选项B错误；0.1s末和0.3s末的瞬时速度都是不可求的，选项C错误，D正确。2．(多选)一小球在水平桌面上做匀减速直线运动，用频闪照相机对着小球每隔s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下图所示，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/s答案 AD解析 小球在通过8cm距离内的平均速度＝＝cm/s＝200cm/s＝2m/s，A对，B错。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v＝＝＝200cm/s＝2m/s，C错，D对。3．[2014·牡丹江高一检测]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，但适当一端高一端低，也是可以的，A错误。使用刻度尺测长度时，需要估读，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，D错误。4．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是(  )A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10sB．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08sC．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10sD．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s答案 A解析 本实验用的电源为50Hz的交流电，则相邻两点间的时间间隔为T＝s＝0.02s，所以每隔4个点取一个计数点时有5个时间间隔，计数点间的时间间隔为0.10s，A对，B错。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，C、D错。5．(多选)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v－t图象的说法中，正确的是(  )A．只要确定了v－t图象中的两点，就可以得到小车运动的v－t图象，因此，实验只需要测出两组数据B．作v－t图象时，所取的点越多，图线就越准确C．作出的v－t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，应舍去答案 BD解析 作图时应使尽量多的点在直线上，故B、D正确。6．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)下列哪些器材是多余的：________，①电磁打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板(2)为达到实验目的，还需要的器材是：________。答案 ②③⑧ 低压交流电源、刻度尺解析 实验中给电磁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得出，而不使用秒表测量，另外此实验不需要测质量，因此不用天平。在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离。7．[2014·南通高一检测]在“研究匀变速直线运动”的实验中，电磁打点计时器使用________(选填“直流”或“交流”)电源，它每隔0.02s打一次点。图示是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D为4个计数点，相邻2个计数点之间还有4个点未画出，则相邻2个计数点间的时间间隔是________s。经测量知道AB＝2.20cm，BC＝3.80cm ，根据以上数据，可知电磁打点计时器打下B点时物体的速度等于________m/s。答案 交流 0.10 0.30解析 电磁打点计时器需用低压交流电源，电磁打点计时器的打点周期T＝0.02s，纸带上相邻计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.10s。vB＝＝m/s＝0.30m/s。8．在“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50Hz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1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2所示。(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图线(在图2中作答)，并指出哪个轴相当于v轴？______________________________________________________。(2)从第一个计数点开始计时，为了求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？________。(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为________m/s2。答案 (1)v－t图线见解析图 y轴相当于v轴 (2)b段 (3)2.0 解析 (1)以纸带宽度为时间单位0.1s。x轴相当于t轴，y轴相当于v轴，每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度。把纸带上端中点连起来就得到v—t图线。(2)用b纸带的长度除以0.1s就是完成b纸带这段长度的平均速度，也近似等于0.15s时刻的瞬时速度，故需测出b纸带的长度。(3)0.05s时瞬时速度v1＝＝20.0cm/s＝0.20m/s0．45s时瞬时速度v2＝＝100cm/s＝1.00m/sa＝＝m/s2＝2.0m/s2。9．某同学在探究匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点。打点计时器打点的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间有4个打点未画出。(1)求当打点计时器打下D点时小车的速度大小。(2)求小车运动的加速度大小为多少？(已知做匀变速直线运动的物体在两个连续相等的时间间隔内的位移之差Δs＝aT2，a为物体的加速度，T为时间间隔)答案 (1)0.341m/s (2)0.3975m/s2解析 (1)T＝0.1s，vD＝＝0.341m/s(2)sAB＝24.0mm，sBC＝28.2mm，sCD＝31.9mm，sDE＝36.2mmsCD－sAB＝2a1T2，得a1＝0.395m/s2 sDE－sBC＝2a2T2，得a2＝0.400m/s2故a＝＝m/s2＝0.3975m/s2。10．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50Hz，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点C、E时小车的速度，填入下表：计数点序号BCDE对应的时刻t/s00.10.20.3小车的速度v/(m·s－1)0.250.45(2)根据表中的数据，在图中作出小车运动的v－t图象：(3)根据作出的v－t图线可得小车运动的加速度为________m/s2。答案 (1)0.35 0.55 (2)见解析图 (3)1解析 (1)vC＝BD＝＝＝0.35m/s； vE＝DF＝＝＝0.55m/s；(2)画出的v－t图象应为一条倾斜的直线，如下图所示；(3)由图象的斜率可求得加速度a＝＝1m/s2。11．下图为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s。从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点迹之间的距离为________cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为________m/s；小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2。答案 7.12～7.18 0.88～0.90 4.9～5.1解析 A、E两点的刻度分别为xA＝13.20cm，xE＝6.05cm，AE＝xA－xE＝7.15cm(7.12～7.18cm)，匀速运动的速度为v＝＝0.89m/s(0.88～0.90m/s)。F点以后做减速运动，相邻T内的位移差Δx＝0.2cm。由Δx＝aT2得：a＝＝m/s2＝5.0m/s2(4.9～5.1m/s2)。