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,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是(  )A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完C.测量每两个相邻计数点间的距离,应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录解析不论两个计数点间的距离大还是小,采用C项所述方法可减小误差,选项C正确。答案C2.(多选)下图是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,测量出AB=1.2cm,AC=3.6cm,AD=7.2cm,计数点A、B、C、D中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是(  )A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B.若电源频率f=50Hz,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1sC.打B点时纸带的速度vB=0.20m/sD.本实验也可以采用电火花计时器解析电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;电磁打点计时器打点的周期为0.02s,相邻两个计数点间有4个点未画出,即两个计数点间的时间间隔为0.1s,选项B正确;vB=xAC2T=0.0360.2m/s=0.18m/s,选项C错误;电磁打点计时器和电火花计时器都可以用,选项D正确。答案BD 3.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:计数点序号123456计数点对应时刻/s0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度/(cm·s-1)44.062.081.0100.0110.0168.0为了算出加速度,合理的方法是(  )A.根据任意两计数点的速度,用公式a=ΔvΔt算出加速度B.根据实验数据,画出v-t图象,量出其倾角α,由公式a=tanα算出加速度C.根据实验数据,画出v-t图象,由图线上任意两点所对应的速度,用公式a=ΔvΔt算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均值作为小车的加速度解析选项A偶然误差较大。选项D实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差。由于在物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据可以画出倾角不同的许多图线,选项B错误。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=ΔvΔt算出加速度,即选项C正确。答案C4.在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,图甲是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,相邻计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50Hz) (1)根据运动学有关公式可求得vB=1.38m/s,vC=    m/s,vD=3.90m/s。(保留三位有效数字) (2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v-t图象(从打A点时开始计时)。利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a=    m/s2。(保留三位有效数字) (3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.12m/s,此交点的物理意义是  。 解析(1)打C点时对应的速度为vC=xBD2T=60.30-7.500.2cm/s=264cm/s=2.64m/s。(2)用描点法作出小车的v-t图象如图所示。由图知小车运动的加速度a=vD-vBtD-tB=3.90m/s-1.38m/s(3-1)×10-1s=12.6m/s2。(3)此交点表示A点开始计时时,小车的速度为0.12m/s。答案(1)2.64 (2)12.6 (3)从A点开始计时时,小车的速度为0.12m/s5.某同学用如图甲所示装置研究物体仅在重力作用下的运动,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0计数点,然后每3个点取一个计数点。所有测量数据及其标记符号如图乙所示。 甲乙该同学用两种方法求加速度(T为相邻两计数点的时间间隔)。方法A:由a1=x2-x1T2,a2=x3-x2T2,…,a5=x6-x5T2,取平均值a=8.667m/s2。方法B:由a1=x4-x13T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2,取平均值a=8.673m/s2.从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的,方法A中有    ;方法B中有               。因此,选择方法    (选填“A”或“B”)更合理,这样可以减少实验的    (选填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有                       (试举出两条)。 解析两种方法中,我们先不代入数据,通过公式的运算,比较哪种方法更合理。对方法A a=a1+a2+a3+a4+a55=x6-x15T2,从计算结果可看出,真正起到作用的只有x1和x6两个数据,其他数据都没用上。对方法B a=a1+a2+a33=x4-x1+x5-x2+x6-x39T2=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2,从计算结果可看出,x1、x2、x3、x4、x5、x6六个数据都参与了运算,因此方法B的误差更小,选择方法B更合理,更易减小偶然误差。 本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外,其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率的变动等。答案x1和x6 x1、x2、x3、x4、x5、x6 B 偶然 空气阻力、振针的阻力6.(2019·全国1,22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是     点。在打出C点时物块的速度大小为     m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为     m/s2(保留2位有效数字)。 解析每两个相邻点之间有4个打出的点未画出,故相邻点之间的时间间隔t=0.1s。物块做匀加速直线运动,相同时间内运动的距离越来越大,故先打A点。平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故vC=ΔxΔt=xBC+xCD2t=46.5×10-30.2m/s=0.233m/s,加速度a=(x3+x4)-(x1+x2)4t2=30×10-30.04m/s2=0.75m/s2。答案A 0.233 0.75