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

第二章匀变速直线运动的研究第1课时实验：探究小车速度随时间变化的规律1．如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则C点的速度可表示为(  )A．S2−S12TB．S2−S1TC．S1+S22TD．S1+S2T【答案】C【解析】由匀变速直线运动的推论可知平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即vC=s1+s22T。故C正确2．某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.图示为该同学实验时打出的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.打点计时器打B点时小车的速度（）A．1.45m/sB．0.145m/sC．14.5m/sD．145m/s【答案】B【解析】由图可知，A、B、C、D四点对应的刻度分别是0、1.20cm、2.90cm、5.10cm，则SAB=1.20cm，SBC=1.70cm，SCD=2.20 cm，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．vB==0.145m/s，故选B.3．某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象，如图所示下列说法正确的是  A．当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔秒打一个点B．小车做匀速直线运动C．小车在秒时的速度大小是D．小车的加速度大小为【答案】C【解析】由于电源频率为时，打点计时器每隔秒打一个点，故A错误；据图象知，小车做匀加速直线运动，在时的速度大小是，直线的斜率为，故BD错误，C正确．4．如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为（）A．B．C．D．【答案】D【解析】C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：； D.，与结论相符，选项D正确；5．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．通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上B．坐标轴单位长度越小越好C．开始前要先接通电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带D．钩码的质量越大越好【答案】AC【解析】A．为了使小车做直线运动，应通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上，A正确；B．坐标轴的单位长度应根据实际情况选取，方便我们的计算越即可，B错误；C．在使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，打完点后，应先断开电源后取纸带，C正确；D．如果实验中加速度过大，会导致打出的点非常少，不利于我们研究，所以钩码的质量不是越大越好，D错误。故选AC。6．如图甲、乙所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知（）A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C．纸带甲的加速度比乙的大D．纸带甲的加速度比乙的小【答案】BD 【解析】A、B、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的位移比乙的小，时间一样，因此甲的平均速度比乙小，故A错误，B正确；C、D、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的相邻的时间间隔位移之差比乙的小，所以纸带甲的加速度比乙的小，故C错误，D正确．故选BD．7．打点计时器使用的交变电流的频率原为50Hz，若某次实验中交变电流的实际频率偏小而未被发觉，则纸带上记录的时间与真实值比较将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】偏小【解析】交变电流的实际频率偏小，实际打点周期大于0.02s，比如打出6个点的实际时间大于0.1s，但仍按照原周期计算时间为0.1s，所以纸带上记录的按原周期算出的时间应该偏小8．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___运动的。A．从右向左B．从左向右（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】A0.190.038.【解析】（1）[1]．由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动，即选A；（2）[2]．已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：[3]．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：负号表示方向相反．9．一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L2-1-5甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间的位置,从此时开始计时,摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06m/s,v3=____m/s,v4=0.18m/s,v5=____m/s.(均保留两位有效数字)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)________________. 甲 乙【答案】0.12;0.24;【解析】小球做初速度为零的匀加速直线运动，根据v=at知，速度之比等于运动的时间之比，小球运动到2位置、3位置、4位置、5位置的时间之比为1：2：3：4，因为v2=0.06m/s，则v3=0.12m/s，v5=0.24m/s。据各点的瞬时速度，作出v-t图如图所示：10．在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，如图所示为一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，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.(1)根据________计算各点瞬时速度，且vB＝________m/s，vD＝________m/s.(2)在图示坐标中作出小车的vt图线________，并根据图线求出a＝________m/s2. (3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________m/s，此速度的物理意义是________．【答案】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度1.38m/s3.90m/s11.7m/s20.12m/s打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度【解析】（1）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上各点时小车的瞬时速度大小，即vB=xAC2T=27.60×10−20.2m/s=1.38m/s，vD=xCE2T=105.60−27.60×10−20.2m/s=3.90m/s.（2）作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落地直线上，尽量让其分布在直线两侧，如图所示：根据图线求出小车运动的加速度：a=ΔvΔt=6.5−0.30.53m/s2=11.7m/s2。 （3）将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是零时刻的速度为0.12m/s，此速度的物理意义是：此速度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。11．如图为一升降机向上做直线运动的速度-时间图像，根据图像求：（1）升降机向上运动中的最大速度；（2）升降机上升的总高度；（3）升降机在整个上升过程中的平均速度大小．【答案】6m/s42m4.2m/s【解析】（1）根据v—t图象可知，升降机向上运动中的最大速度为vm=6m/s．（2）升降机先加速向上，再匀速向上，然后减速向上，当t=10s时，速度减小为零，升降机上升到最大高度，在v—t图象中图线与时间轴围成的梯形的面积表示物体在这段时间内通过的位移．所以，总高度（3）平均速度等于总位移除以总时间：