2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度—(新教材)鲁科版(2019)高中物理必修第一册作业

1、第4节 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 作业1 .打点计时器是一种计时仪器，使用 （“交流”或“直流”）电源，其中电 磁式打点计时器的工作电压是 ,电火花式打点计时器的工作电压是 。 当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔 时间打一个点。两种打点计时器中， （“电磁”或“电火花”）式打点计时器对纸带的阻力更小。2 .（多选）对于同一电磁打点计时器，下列说法中正确的是 （）A.当交流电的频率增大时，打点时间问隔变小B.当交流电的频率增大时，打点时间问隔变大C.当纸带运动速度增大时，打点时间间隔增大D.当纸带运动速度增大时，打点间距增大3.（多选）在“做直线运动物体的瞬时速度”实验中，使用电磁

2、打点计时器（所用交流 电的频率为50 Hz）得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个 点未画出来，下列表述正确的是（）A.实验时应先放开纸带再接通电源B.相邻两个计数点间的时间间隔为 0.1 sC.可表示出最接近计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02 s4. 一个质点正在做匀加速直线运动，现用固定的照相机对该质点进行闪光照相， 闪光时间间隔为0.1 s o通过分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光时问间隔内移动了 0.2 m,在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了 0.8 m,由此可求 得（）A.质点运动白初速度为1 m/sB.质点运动的加速

3、度为10 m/s 2C.第1次闪光时质点的速度为0.5 m/sD.5.甲乙(1)设电火花计时器的打点周期为T,则T=,计算F点的瞬时速度Vf的表从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移为0.4 m 在做“科学测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验时，某同学得到一条用电 火花计时器打下的纸带，如图甲所示，并在其上取了 A、B、C D E、F、G7个计数点, 每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，电火花计时器接 220 V、50 Hz交流电源.达式为Vf =(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打R C n E、F各点时物体的瞬时速度如下表.以A点对应的时刻为t=0,试在如图乙所示坐标系中合理

4、地选择标度， 作出对应点BCDEF速度(m/s)0.1410.1800.2180.2620.301m/g.v-t图像，并利用该图像求出物体的加速度 a =6.用打点计时器记录小车运动情况的装置如图甲所示，开始时小车在水平玻璃板 上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为 0.02 s。从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点 迹之间的距离为 cm,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为 m/s；小2车在布面上运动的加速度大小为 m/s 。甲7.如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选取的一条纸 带的一部分.他每隔

5、4个点取一个计数点，图上注明了他对各个计数点间距离的测量结 果.(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内.(单位：cm,电源 频率为50 Hz)X2 XiX3 X2X4 X3X5 X4X6 X5Ax各位移差与平均值最多相差 cm,即各位移差与平均值最多相差 %.由 此可得出结论：小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差，在误差允许的范围内相 等，所以小车的运动是 .(2)小车的加速度a=m/s2(保留三位有效数字).8.某实验小组用光电数字计时器测量小车在斜面上下滑时的加速度的实验装置如图所示。实验主要操作如下:测量出挡光片的宽度d；测量小车释放处挡光片到光电门的距离 s

6、;由静止释放小车，记录数字计时器显示挡光片的挡光时间t;改变s,测出不同s所对应的才3光时间t o(1)小车加速度大小的表达式为a=(用实验中所测物理量符号表示)。(2)根据实验测得的多组s、t数据，可绘制图像来得到小车运动的加速度，如果图1像的纵坐标为s,横坐标为，实验中得到图像的斜率为k,则小车运动的加速度大小为(用d、k表小)o参考答案:1 .交流，6V以下，220V, 0.02s,电火花2 .【解析】选A、D。根据打点周期与交流电的频率关系知，交流电的频率增大时，打点周期变小所以打点时间间隔就变小，故A正确，B错误；纸带运动速度增大，打点间距也会增大，但打点周期只与交 流电源的频率有关

7、，与纸带运动速度无关，故C错误,D正确。3 .【解析】 选B、Co实验时应先接通电源再放开纸带，故选项A错;B点为A点到C点的中间时XAC 一刻点工"=r 7，1'最接近B点对应的速率，故选项C ；由于相邻两计数点之间还有4个点没有画出，所以时间间隔为0.1 s故选项D错,B对。4 .【解析】选C 质点在两个非相邻相等时间内的位移差As=naT2,又si = 0.2 m, S3= 0.8 m,时S3 Si间间隔T=0.1 s,则加速度a= -2F=30 m/s2, B项错误；由于质点运动的初始时刻未知，因此无法Si求出其初速度的大小，A项错误；由v=可求出第1次闪光和第2次闪

8、光之间的中间时刻质点运动T的速度v = 2 m/s ,再由vvi = ax 2可求出第1次闪光时质点的速度 vi= 0.5 m/s , C项正确；由S2Si=aT2可求出从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点运动的位移也=0.5 m, D项错误。5.【解析】(1)电火花计时器接50 Hz交流电源，所以T= 0.02 s每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻两个计数点间的时间间隔t = 5T=0.1 s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的瞬时速度，得d6 d4d6d42t 10T(2)作出v-t图像如图所示，注意尽量使描出的点落到直线上，不能落到直线上的点尽量让其分布vt-

9、V0 0.301-0.10在直线两侧.由速度一时间图像的斜率表示加速度，得a= -;- = m/s 2=0.40 m/s2.t0.5答案(1)0.02 s (2)de一 d410T(3)图见解析0.406解析：由纸带数据分析可知，小车在玻璃板上运动对应的是 AE段，在薄布面上运动对应的是EJ段。A、E两点对应的刻度分别为Xa= 13.20 cm, Xe= 6.00 cm,则 Xae= Xa-Xe= 7.20 cm故小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为Xaev = -= 0.90 m/s 4TE点以后小车做匀减速运动，相邻时间T内的位移之差为A x= 0.20 cm由 Ax=aT2得 a=；x

10、= - 10 之 m/s2= 5.0 m/s2。 T20.022答案：7.20 0.90 5.07.【解析】(1)X2 Xi = 1.60 cm； X3-X2= 1.55 cm；X4 X3= 1.62 cm； X5 X4= 1.53 cm； % %=1.61 cm；Ax =1.58 cm.各位移差与平均值最多相差0.05 cm,即各位移差与平均值最多相差3.2%.由此可得出结论：小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差，在误差允许的范围内相等，所以小车的运动是匀加速直线 运动.&+a十aX4+X5+X6 X1+X2+ X3c(2)采用逐差法，a=-Z21.58 m/s2.391答案 (1)1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 匀加速直线运动 (2)1.588.【解析】(1)依据中