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

实验：探究小车速度随时间变化的规律1．某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。（结果均保留2位有效数字）【答案】（1）从右向左（2）0.190.0372．某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间?t；③用?s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的?t时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v–?t图，如图（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和?t的关系式为v=____________。（2）由图（c）可求得，vA=_______cm/s，a=_______cm/s2。（结果保留3位有效数字）【答案】（1）vA1at（2）52.115.8~16.823．某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：第1页 （1）在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s。在打出D点时，物块的速度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）（2）物块的加速度大小为_______m/s2。（保留两位有效数字）【答案】（1）0.560.96（2）2.04．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。（1）实验中必要的措施是______。A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力（2）他实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm。则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）AB（2）0.800.405．某同学在研究被重物牵引的小车速度随时间变化的关系的实验中得到一条纸带，如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，用x1、x2、x3、x4、x5、x6表示相邻两个计数点间的距离，在纸带的上方用毫米刻度尺测量计数点间的距离（零刻度线与O点对齐），已知打点计时器电源频率为50Hz，则打下A、B两点的时间间隔为______s，B点读数为______cm；可计算出C、D两点间的距离x4=______cm；B点对应的速度大小是______m/s，OF段的平均速度为______m/s，小车运动的加速度a=_______m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）【答案】0.100.800.900.0600.0800.20【解析】打点计时器的打点周期为0.02s，相邻计数点间有四个点，则A、B两点的时间间隔T=0.10s；B点的读数为0.80cm；C、D两点间的距离x4=(2.40–1.50)cm=0.90cm；B点对应的速度大小为vBxAC1.20102m/s0.060m/s；OF段的平均速度vxOF4.80102m/s0.080m/s；2T0.20xCFxOC6T0.60由逐差法可得小车运动的加速度a0.20m/s2。学科#网9T26．（2019内蒙古高二期中）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带．他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5。由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示。根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：第2页 ABCD（1）B、C、D三段中从A上撕下的是________。（2）打A，物体的加速度大小是________m/s2。（3）打数点4，的物体速度大小_________m/s。【答案】（1）C（2）0.6（2）0.517．中装置可用来探究物的运情况，平行于桌面，遮光片的度d，两光之的距离s，物从光A的左由静止放，分出遮光片通光A、B所用的tA和tB，用遮光片通光的平均速度表示遮光片直中通光的瞬速度。（1）利用中出的物理量符号，写出物运的加速度a=。（2）遮光片通光的平均速度（填“大于”、“等于”或“小于”）遮光片直中通光的瞬速度，由此会生差，写出一种减小一差的方法。答：。d211)（2）小于【答案】（1）(22减小遮光片的度2stBtA8．某同学用如1的装置研究小在斜面上的运。步如下：a．安装好器材；b．接通源后，拖着的小沿斜面向下运，打出一条点迹清晰的，舍去开始密集的点迹，从便于量的点O开始，每两个点取一个数点，如2中0、1、2⋯⋯6点所示；c．量数点1、2、3⋯⋯6到数点0的距离，分作S1、S2、S3⋯⋯S6；d．通量和算，同学判断出小沿平板做匀速直运；S1S2S3S6SS1236、、⋯⋯，以坐、t横坐，作te．分算出S、S、S⋯⋯S与的比t6t1t2t3tt。合上述步，你完成下列任：（1）中，除打点器（含、复写）、小、平板、架台、及开关外，在下列器和器材中，必使用的有_________。（填代号）A．合适的50Hz交流源B．可的直流源C．刻度尺D．秒表E．天平F．重（2）将最小刻度1mm的刻度尺的0刻与数点0，数点0、1、2、5所在位置如2所示，S2=_______cm，S5=________cm。（3）同学在3中已出数点1、3、4、6的坐，你出数点2、5的坐点，并画出Stt第3页 图象。（4）根据St图线判断，小车在斜面上运动的加速度a=______m/s2（保留2位有效数字）。t【答案】（1）AC（2）2.9813.20（3）如图所示（4）4.89．某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图所示。一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动。电火花计时器所用的交流电频率为50Hz。（1）实验中，除电火花计时器（含纸带、墨粉纸）、小车、长木板、导线、细线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_________。（填选项代号）A．电压为4~6V的50Hz交流电源B．电压为220V的50Hz交流电源C．刻度尺D．停表E．天平F．重锤（2）该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是_________。A．将打点计时器固定在长木板有滑轮一端，并接好电路B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重锤D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源（3）如图所示，电火花计时器在纸带上打出一些计数点，相邻的两计数点间还有4个点没画出，根据纸带可以计算各点的瞬时速度及小车加速度。打第2点时小车的瞬时速度v2=________m/s，小车的加速度a=_______m/s2。（结果保留三位有效数字）（4）另一同学利用如图所示的装置测定气垫导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光板。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计（未画出）记录了遮光板通过第一个光电门A的时间为t1，则滑块通过第一个光电门的速度vA=________。若已知滑块通过两光电门的速度分别为vA、B，两光电门、B间距离为，则滑块的加速度α=_________。vAL【答案】（1）BCF（2）AD（3）0.3960.380dvB2vA2（4）2Lt110．在“研究匀变速直线运动”的实验中：（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，不需要的是______。（填选项代号） 第4页 A．低压直流电源B．刻度尺C．秒表D．天平（2）如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0，1，2，3，4，5，6共7个计数点，测出1，2，3，4，5，6点到0点的距离，如图所示（单位：cm）。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4=________m/s，小车的加速度大小为________m/s2。（结果都保留2位有效数字）（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，则加速度的实际值比测量值______。（填“大”或“小”）【答案】（1）ACD（2）0.410.76（3）大11．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz。在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：x=16.6mm、x=126.5mm、x=624.5mm，若无法再做实验，可由以上ABD信息推知：（1）相邻两计数点的时间间隔为________s。（2）打C点时物体的速度大小为________m/s（取2位有效数字）。ABD和f表示）。（3）物体的加速度大小为________（用x、x、x【答案】（1）0.1（2）2.5（3）(2xAxD3xB)f27512．在研究匀变速直线运动规律的实验中，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器限位孔的纸带相连，如图（a）所示。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器，释放小车，小车在重物牵引下由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后小车会继续运动一段距离，打点计时器在纸带上连续打下一系列点，图（b）中a、、c是纸带上的三段，打点的先后次序是→→。（打点计时器使用的交流电频率为50Hz）babc（1）根据所提供的纸带数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为________m/s2，方向与小车的运动方向________（填“相同”或“相反”）。（结果保留两位有效数字）（2）打b段纸带时，小车运动的最大速度出现在b纸带中的________，________段。（填图（b）中的相邻两个字母）【答案】（1）4.5相反（2）DE13．某同学做“探究小车速度随时间变化规律”实验时，记录小车运动情况的一条纸带如图甲所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的计数点间的时间间隔为T=0.1s。（1）试计算B、C、D各点的瞬时速度：vB=________m/s，vC=________m/s，vD=________m/s。（2）在图乙所示坐标系中，作出小车的v–t图象，并根据图象求出小车的加速度a=________m/s2。 第5页 【答案】（1）1.382.643.90（2）如图所示12.5第6页