2022年高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练习

2019-2020年高中物理专题2.1实验探究小车速度随时间变化的关系练基础版含解析新人教版必修1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：某同学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。测得计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来。(1)每两个相邻的计数点的时间间隔为________________s。(2)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则vB＝________________m/s，vC＝________________m/s，vD＝________________m/s。(保留3位有效数字)(3)在下图所示的坐标系中作出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________________m/s2。(4)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________________，此速度的物理意义是________________。【答案】：(1)0.1 (2)0.138 0.264 0.390 (3)1.24～1.28 (4)0.012～0.020 计时初时的速度2．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，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．如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为0时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，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.在图乙坐标中作出小球的vt 图象(保留描点痕迹)．甲 乙【答案】0.12 0.24 见解析图3． 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出），打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流。如图，他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。（1）CE之间的距离cm。（2）利用打点计时器打出的纸带求得纸带上B、C、E各点的瞬时速度如下表，请你计算出D点的瞬时速度，并填在下面的表格中。vBvCvDvE0.12m/s0.16m/sm/s0.25m/s（3）根据（2）表格中的数据，试在图中所给的坐标系中，画出v－t图象，并从中可得出物体的加速度a＝______m/s2。【答案】（1）4.10cm（2）0.21（3）如图所示，（0.40~0.43）【名师点睛】此实验的数据处理——图象法（1）在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点（2）画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．（3）观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律． （4）根据画出的vt图象求出小车运动的加速度a＝.4．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，在纸带上确定的A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如下图所示，每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s．①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式（数值保留到小数点后第三位）m/s，m/s，m/s，m/s，m/s．②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在右图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．(描点2分，作图4分计6分)【答案】①0.400，0.479，0.560，0.640，0.721②如图所示 【名师点睛】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。要注意单位的换算和有效数字的保留；能够知道相邻的计数点之间的时间间隔．5．在研究匀变速直线运动的实验中，图5甲所示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，A端左侧连接小车，相邻计数点间的时间间隔T=0.10s（1）vD=_____m/s,vC=________m/s,vB=________m/s（2）在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线，并根据图线求出a=_________.（3）将图延长与纵轴相交，交点的速度是________,此速度的物理意义是____________。【答案】（1）3.902.641.38（2）12.6m/s2（12.0-13.0）（3）0.10m/s—0.20m/s,零时刻小车经过A点的速度 （3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是0.25m/s，意义是零时刻小车经过A点的速度。【名师点睛】本题考查描点作图，v-t图象的物理意义，及图象中斜率、截距和图象与坐标轴围成的面积所表示的物理量；另外一个要点是对匀变速直线运动，时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，比如：B点的瞬时速度等于AC段位移的平均速度，从而可计算B、C、D点的瞬时速度。6．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器使用的交流电源每打两个计时点所用时间为0.02s，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻计数点之间还有四个点没有画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。（1）根据学过的知识可以求出小车在B点的速度=_______m/s,，CE间的平均速度为______m/s（2）以打B点时为计时起点，建立v-t坐标，请在坐标图中作出小车运动的速度与时间的关系图线（3）根据坐标图线可得小车运动的加速度为_________【答案】（1）0.25，0.45；（2）如图所示（3）1.0 【解析】（1）匀变速直线运动过程中，一段过程中的中间时刻速度等于该段过程中的平均速度，所以B点的速度等于AC间的平均速度，所以有，