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课时巩固迎战两考：1.（多选）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作正确的是（）A.电火花计时器应使用6V以下交流电源B.电火花计吋器应固定在长木板有滑轮的一端C.释放小车前，小车要靠近电火花计时器D.应先接通电源，后释放小车解析：电火花计时器应使用220V交流电源，选项A错误；电火花计时器应固定在长木板没有滑轮的一端，选项B错误；释放小车前，小车要靠近电火花计时器，选项C正确；应先接通电源，后释放小车，选项D正确；故选CD.答案:CD2.（2016・天津卷）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.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，图屮未画岀）.si=3.59cm,s2=4.41cm,53=5.19era,6=5.97cm,$=6.78cm,s&=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〃点时小车的速度m/s.（结果均保留两位有效数字）解析：（1）实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，A正确；实验时要先接通电源再释放小车，B正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，C错误；此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，D错误.⑵两相邻计数点间的时间间隔T=0.1s；由逐差法可得厲+S\—S3—S2—S[ 0.80m/s2,打点计时器在打〃点时小车的速度廟=二万二=°・40m/s・答案：AB(2)0.800.401.光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，日、方分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从日、力间通过时，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U=5X10"s、2=3X10—2s,从光电门1到光电门2所经历的总时间f=0.15s,用分度值为1mni的刻度尺测量小滑块的长度也示数如图乙所示.图甲滑块456789单位：cm图乙⑴读出滑块的长度d为cm.(2)滑块通过光电门的速度旳、呛分别为m/s、m/s.(3)滑块的加速度大小为(计算结果保留两位小数)解析：(1)由题图，可知d=&42cm—4.00cm=4.42cm.⑵通过光电门的速度d,df旳=丁=0.88m/s,血="7=1.47m/s.t\12(3)滑块的加速度――旳1.47—0.88=~~6715-m/s2=3.93m/s\答案：(1)4.42(2)0.881.47(3)3.93m/s24.某同学用打点计吋器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计吋器接到电源频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条实验纸带，纸带上0、A.B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出.1.40■6.45■10.10・14.5019.65G单位:cm(1)两相邻计数点间的时间间隔T=s.(2)由纸带可知，小车的加速度日=m/s2(结果保留两位有效数字).(3)若实验时，电源频率略低于50Hz,但该同学仍按50IIz计算小车的加速度，则测量得到的小车加速度与真实加速度相比将(填“偏大”“偏小”或“不变”).(4)下列方法屮有助于减小实验误差的是(选填正确答案的标号)• A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰，点间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数解析：(1)当电源频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一次点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此相邻计数点I'可的时I'可I'可隔7=5X0.02s=0.1s.(2)Ax=0.75cm,根据逐差法可得Ax,2日=~=0.75ni/s•(3)当电源频率低于50Hz,其打点周期大于0.02s,所以仍按50Hz计算时，根据日/\V=7•可知，测出的加速度数值将比真实值偏大.(4)选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以减小测量长度时的误差，八正确；为了减小实验的测量误差，加速度应适当，不宜过小或过大，B错误；舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰，点间隔适当的那一部分进行测量、计算，可以减小误差，C正确；适当增加钩码的个数，可以适当增大加速度，减小实验的误差，D正确.答案：(1)0.1(2)0.75(3)偏大(4)ACD5.实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度的实验中，得到一条纸带如图所示，A.B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s,利用刻度尺已经测量得到^1=1.20cm,^2=1.60cm,^3=1.98cm,无1=2.38cm,朋=2.79cm,从=3.18cm.(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)计算运动物体在从C、D、E、尸各点的瞬时速度.(3)试作!1!r-t图象，并由图象求物体的加速度.解析：(1)因为给出的测量长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位有效数字，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的最小刻度是毫米.(2)某一点的瞬吋速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义可以求得：血=14cm/s,々=17.9cm/s,巾=21.8cm/s,w=25.85cm/s,“=29.85cm/s.(3)根据上一问计算出来的速度，在坐标系屮可确定5个不同时刻的对应速度，描出这5个点，用平滑曲线连接各点，作出图彖如图所示. ^/(cm-s"1)y—z图彖的斜率表示物体运动的加速度，在图上取相距较远的两个点的坐标代入加速度公式进行计算,可得曰=39.6cm/s2.答案：（1）毫米（2）14cm/s17.9cm/s21.8cm/s25.85cm/s29.85cm/s（3）图象见解析39.6cm/s?