2019_2020学年高中物理第二章1实验探究小车速度随时间变化的规律练习（含解析）新人教版必修1.docx

1实验:探究小车速度随时间变化的规律基础巩固1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是()A.长木板一定要水平摆放B.使用刻度尺测量长度时,不必估读C.使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位D.作v-t图像时,所描线必须经过每一个点解析:实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当一端高一端低,也是可以的,选项A错误。使用刻度尺测长度时,需要估读,选项B错误,C正确。作v-t图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,选项D错误。答案:C2(多选)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下列说法正确的是()A.通过调节,使小车、纸带、细绳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开纸带,打完点要先断开电源后取纸带D.钩码的质量越大越好解析:实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小摩擦,所以A正确;要适当地选取坐标轴的单位长度使图像尽量分布在较大的坐标平面内,B错误;开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带,这样可以使实验更精确,所以C正确;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D错误。答案:AC3(多选)在实验中,利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是()A.这10个点不在一条直线上,因此小车运动的v-t图像应为一条平滑的曲线B.这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远C.这些点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律D.与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的答案:BD4在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中:(1)下列器材多余的是。打点计时器天平低压直流电源细绳纸带小车钩码停表一端有滑轮的长木板(2)达到实验目的还需要的器材是 。解析:实验中给打点计时器供电的是低压交流电源,而非低压直流电源。实验中小车的运动时间可以从所打纸带上的点迹数出,而不使用停表测量,另外此实验不需要测质量,故不需要天平。在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离。答案:(1)(2)低压交流电源、刻度尺5一打点计时器固定在倾角为的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图所示。纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间隔为0.1 s。(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做运动;(2)若小车做速度随时间均匀增加的运动,则加速度的大小a=;(3)在打下计数点3时小车对应的速度大小为v=。解析:(1)连续相等时间内的位移x1=6.00cm,x2=16.00cm-6.00cm=10.00cm,x3=30.00cm-16.00cm=14.00cm,x4=48.00cm-30.00cm=18.00cm,x5=70.00cm-48.00cm=22.00cm,x6=96.00cm-70.00cm=26.00cm。因为x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5=4.00cm,即连续相等时间内的位移差都相等,所以小车做的是速度随时间均匀增加的直线运动。(2)由x=aT2,得小车运动的加速度a=xT2=4.0010-20.12m/s2=4.00m/s2。(3)根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知v=x3+x42T=(14.00+18.00)0.0120.1m/s=1.6m/s。答案:(1)速度随时间均匀增加的直线(2)4.00 m/s2(3)1.6 m/s6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,右图是某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。(1)根据可以判定小车做速度随时间均匀增加的直线运动。(2)根据有关公式可求得vB=1.38 m/s,vC= m/s,vD=3.90 m/s。(3)利用求得的数值作出小车的v-t图线(以打A点时开始计时),并根据图线求出小车运动的加速度a= m/s2。(4)将图线延长与纵轴相交,若交点的纵坐标是0.12 m/s,此交点的物理意义是。解析:(1)计算得相邻计数点间的位移分别为x1=7.5cm,x2=20.1cm,x3=32.7cm,x4=45.3cm,相邻计数点间的位移差分别为x2-x1=12.6cm,x3-x2=12.6cm,x4-x3=12.6cm,可见,小车做速度随时间均匀增加的直线运动。(2)相邻计数点之间的时间间隔T=50.02s=0.1s。打C时的瞬时速度等于BD过程的平均速度vC=xBD2T=(60.3-7.5)10-220.1m/s=2.64m/s。(3)在如图所示的坐标系中作出v-t图,图线的斜率即加速度a=vt=3.90-1.380.3-0.1m/s2=12.6m/s2。(4)此交点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。答案:(1)相邻相等时间间隔内的位移差相等(2)2.64(3)12.6(4)打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度能力提升1(多选)在用打点计时器研究物体的速度随时间的变化规律的实验中,某同学将打点计时器打出的三条纸带,分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条,按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来,形成如图所示的图像,则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是()A.图甲表示物体处于静止B.图乙表示物体做匀速直线运动C.图乙表示物体的速度随时间均匀增加D.图丙表示物体的速度先随时间均匀增加,后保持不变解析:短纸带的高度即表示相应时间内物体的位移x;因点迹间隔相同,故发生各位移x的时间间隔t相等,而纸带宽度是相同的,正好可以用水平方向的宽度来表示时间。t相同时,v=xtx,即纸带的高度恰可反映小车的速度大小。综上可知,平滑的线段可表示物体运动的v-t图像,故选项C、D正确。答案:CD2(多选)一小球在水平桌面上做直线运动,用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示,已知照片与实物的比例为110,则()A.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是 2 m/sB.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是 1.6 m/sC.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/sD.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s解析:小球在通过8cm距离内的平均速度v=xt=81040.1cm/s=200cm/s=2m/s,选项A正确,选项B错误。可以认为小球通过6cm处的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度v=xt=41020.1cm/s=200cm/s=2m/s,选项C错误,选项D正确。答案:AD3光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b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t1=510-2 s、t2=310-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间t=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示。(1)读出滑块的长度d为cm。(2)滑块通过光电门的速度v1、v2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)由图可知d=8.42cm-4.00cm=4.42cm。(2)通过光电门的速度v1=dt1=0.88m/s,v2=dt2=1.47m/s。(3)滑块的加速度a=v2-v1t=1.47-0.880.15m/s2=3.93m/s2。答案: (1)4.42(2)0.881.47(3)3.93 m/s24一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验,实验装置示意图如图甲所示。已知打点计时器使用的电源的频率为50 Hz,图乙是所打出的纸带的一段,用毫米刻度尺量得数据如下:x1=1.69 cm,x2=2.28 cm,x3=3.04 cm,x4=3.82 cm,x5=4.58 cm,x6=5.36 cm,x7=6.14 cm。甲(1)由图乙可知,相邻两计数点之间的时间间隔t= s;乙(2)利用所测数据计算小车沿斜面下滑的加速度时,有一数据不可靠,这一数据是(填数据的字母代号);(3)去掉这一不可靠数据,利用其余数据可求出小车下滑的加速度大小a=m/s2(取三位有效数字)。解析:(1)交流电源的频率为50Hz,因此打点计时器的打点周期为0.02s,所以t=30.02s=0.06s。(2)求出连续相等时间内的位移差:x2-x1=0.59cm,x3-x2=0.76cm,x4-x3=0.78cm,x5-x4=0.76cm,x6-x5=0.78cm,x7-x6=0.78cm。可见x1不可靠。(3)由逐差法可得a=(x5+x6+x7)-(x2+x3+x4)9T2,代入数据得a=2.14m/s2。答案:(1)0.06(2)x1(3)2.145在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,纸带记录了小车的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。x1=1.40 cm、x2=2.90 cm、x3=4.38 cm、x4=5.88 cm、x5=7.39 cm。(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、E两个点时小车的瞬时速度,并将这两个速度值填入下表。速度/(ms-1)vBvCvDvE数值0.3640.513(2)将B、C、D、E各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(3)由所画速度时间图像求出小车的加速度为 m/s2(保留三位有效数字)。解析:(1)打B点时的瞬时速度等于AC过程的平均速度vB=x1+x