高中物理第2章匀变速直线运动第2节匀变速直线运动的实验探究课件鲁科版必修1

02匀变速直线运动的实验探究课时1练习使用打点计时器解析课时1练习使用打点计时器刷基础1．[福建上杭一中2019高一上月考](多选)关于打点计时器及其操作，下列说法正确的是()A．打点计时器是一种计时仪器，若使用电源的频率为50Hz，则每隔0.02s打一次点B．电磁打点计时器使用的是4～6V的交流电或直流电，而电火花计时器使用的是220V的交流电C．实验操作时，先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动D．实验操作时，让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器打点计时器是一种计时仪器，若使用电源的频率为50Hz，则每隔0.02s打一次点，A正确；电磁打点计时器的工作电源是4～6V的交流电，B错误；实验操作时，应先接通打点计时器，等打点计时器工作稳定后让物体带动纸带运动，C正确，D错误．CAC题型1打点计时器的操作解析刷基础2．[湖北宜昌八校(示范高中协作体)2018高一上期中]使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤，正确的操作顺序是()①松开纸带让物体带动纸带运动②穿好纸带③把打点计时器固定好④接通电源，进行打点A．①②③④B．③②①④C．③②④①D．②③④①实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的顺序进行，注意实验中要先接通电源后释放纸带，正确的顺序是：③②④①.C正确．C课时1练习使用打点计时器解析刷基础3．[河南郑州八校2018高一上期中](多选)关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是()A．电磁打点计时器应使用低压交流电源，交流电频率为50HzB．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源D．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺电磁打点计时器应使用低压交流电源，交流电频率为50Hz，故A正确；纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的下面，故B错误；要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源，故C正确；若不理顺纸带，会造成较大摩擦，甚至会把纸带拉断，故D正确．ACD课时1练习使用打点计时器解析课时1练习使用打点计时器刷基础4．[江西瑞昌黄冈学校2019高一上月考]如图所示，为打点计时器打出的一条纸带，从纸带上看，打点计时器的故障是()

A．打点计时器接在了直流电源上B．电源电压不稳定C．电源频率不稳定D．振针压得过紧打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器不打点，故A错误；点痕的轻重和电源电压大小有关，电源电压不稳定不会造成打出短线，故B错误；电源频率大小只会影响打点的时间间隔，不会影响点的形状，不会造成打出短线，故C错误；振针压得过紧，振针和纸带接触时间过长，会造成打出短线，故D正确．CD题型2打点计时器的故障分析解析课时1练习使用打点计时器刷基础5．[四川自贡衡川实验学校2019高一上月考]如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，在图示记录的时间内()A．纸带均做匀速运动B．丙纸带的平均速度最大C．丁纸带的平均速度最大D．乙和丁纸带的平均速度一样大甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀，故甲、乙、丙不是做匀速运动，故A错误；丙纸带上的点迹最多，则所用时间最长，而且位移小，故平均速度最小，故B错误；甲、乙、丁上均有5个点，但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大，故丁的平均速度最大，故C正确，D错误．CC题型3利用纸带处理实验数据解析刷基础6．在实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是()A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10sB．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08sC．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08sD．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s每隔四个点取一个计数点，相邻的计数点间有五个时间间隔，而打点计时器每隔0.02s打一个点，所以两计数点间的时间间隔为0.10s，故A正确，B错误；每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.12s，故C、D错误．A课时1练习使用打点计时器解析刷基础7．[山西长治二中2019高一上月考]某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出，图中已标出相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz(结果保留三位有效数字)．

(1)图中纸带右端和运动物体相连，由此推测物体的运动是________(填“加速”或“减速”)运动．(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是________m/s.(3)如果要求不是很精确，用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度，那么，物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________m/s.(1)由于纸带右端和运动物体相连，因此右端先打点，由纸带上点迹分布情况可知物体做减速运动；(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度v＝m/s＝1.30m/s；(3)由于物体做变速运动，故物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于3和5这两个点之间的平均速度，可得v4＝m/s＝1.20m/s.减速课时1练习使用打点计时器1.301.20解析刷基础8.[江西赣州十四县(市)2019高一上期中]在“练习使用打点计时器”实验中，利用重物牵引小车，用电磁打点计时器打点，f＝50Hz，得到一条清晰的纸带．取其中的A、B、C、…7个点进行研究，这7个点和刻度尺标度的对应位置如图所示．

(1)小车向________运动(相对图中方位，填“左”或“右”)；(2)A点到D点的距离是_____________cm，打F点时小车的瞬时速度是______________m/s；(3)如果当时交变电流的频率是f＝51Hz，而计算时仍按f＝50Hz处理，那么速度的测量值将_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知T＝1/f)．(1)由纸带可知，相等时间内，从左向右点与点间隔越来越大，而小车在重物的牵引下速度越来越快，所以小车向左运动．(2)由图可知，相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1s，A点到D点的距离是4.15cm，匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则vF＝＝m/s≈0.23m/s.(3)如果当时交变电流的频率为51Hz，f>50Hz，那么实际打点周期偏小，根据运动学公式v，真实的速度值将大于测量值，所以速度的测量值与速度的真实值相比会偏小．左课时1练习使用打点计时器4.13～4.170.22～0.24偏小02匀变速直线运动的实验探究课时2匀变速直线运动的实验探究解析课时2匀变速直线运动的实验探究刷基础1.[湖北沙市中学2019高一上月考]下列对匀变速直线运动的认识，正确的是()A．物体在一条直线上运动，若在相等的时间内通过的位移相等，则物体的运动就是匀变速直线运动B．加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C．加速度不变的运动就是匀变速直线运动D．匀变速直线运动的加速度是一个恒量做匀变速直线运动的物体的速度大小时刻在变化，在相等的时间内通过的位移一定不相等，选项A错误；匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变，是一个恒量，选项B错误，D正确；加速度不变且轨迹是直线的运动才是匀变速直线运动，选项C错误．CD题型1对匀变速直线运动的理解解析课时2匀变速直线运动的实验探究刷基础2．[吉林毓文中学2019高一上月考]在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材填在横线上(填编号)．①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦停表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺所需的器材是_____________．电磁打点计时器是一种计时仪器，所用电源是低压交流电源，因此④⑦不需要．该实验不需要测量质量，因此②不需要．C①③⑤⑥⑧⑨题型2利用打点计时器测量匀变速直线运动加速度的实验原理与操作解析刷基础3．[黑龙江双鸭山一中2019高一上月考](多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列操作正确的是()A．小车要从靠近打点计时器处开始释放B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C．操作时，应先接通电源，再释放小车D．电磁打点计时器应使用低压直流电源释放小车前，小车要靠近打点计时器，打点计时器应放在长木板远离滑轮的一端，A正确，B错误；操作时，应先接通电源，待打点稳定后释放小车，C正确；电磁打点计时器应使用低压交流电源，D错误．AC课时2匀变速直线运动的实验探究解析刷基础4.[安徽黄山屯溪一中2019高一上期中](多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有利于减小实验误差的是()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，利用点迹清晰、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实验中应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，这样计数点间的距离大些，测量时相对误差较小，A选项正确．小车的加速度应适当大些，在纸带上计数点间的距离大，测量的相对误差较小，B选项错误．舍去纸带上开始时点迹密集，应利用点迹清晰、间隔适当的那一部分进行测量，这样测量的相对误差较小，C选项正确．适当增加挂在细绳下钩码的个数，既可以打出足够多的点，又可以让点的距离尽量大些，利于减小误差，D选项正确．ACD课时2匀变速直线运动的实验探究解析刷基础5．如图(a)所示，为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源．由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的________(填“甲”或“乙”)计时器．图(b)中存在的错误有：①________②________.电火花计时器用的是220V交流电，即日常的家用电；而电磁打点计时器用的是6V以下的交流电，实验中要用学生电源的交流6V或4V挡来供电，所以该同学用的是图乙的电磁打点计时器．图(b)中导线应接在学生电源右边的“AC”接线柱上，且调整输出电压为6V或4V．故图(b)中存在的错误有：①接线柱接在直流电上；②电压选择12V挡．乙课时2匀变速直线运动的实验探究接线柱接在直流电上电压选择12V挡解析刷基础6．在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误、多余或遗漏的步骤．(遗漏步骤可编上序号G、H)A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路C．把一根细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带，断开电源E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过计时器的限位孔(1)所列步骤中有错误的是________(填序号)．(2)遗漏的步骤是：________________________________________________________________________.(3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：________.(1)所列步骤中有错误的是A和D，应先接通电源，再放开纸带；实验结束后，先断开电源，再取下纸带．(2)遗漏步骤：G.换上新纸带重复实验三次．(3)多余的步骤是E，故合理的步骤顺序为BFCADG.AD课时2匀变速直线运动的实验探究G.换上新纸带重复实验三次BFCADG解析课时2匀变速直线运动的实验探究刷基础7．(多选)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，下列关于作v-t图象的说法中，正确的是()A．只要确定了v-t图象中的两点，就可以得到小车运动的v-t图象，因此，实验只需要测出两组数据B．作v-t图象时，所取的点越多，图线就越准确C．作出的v-t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以D．对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去作图时应使尽量多的点落在直线上，舍弃偏离直线较远的点，实在不能落在直线上的点应大致分布在直线两侧，故B、D正确．CBD题型3实验数据处理及误差分析解析刷基础8．[河北石家庄2019高一上期末]在用打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”实验中：(1)所用实验器材除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________(填选项代号)．A．电压合适的交流电源B．电压合适的直流电源C．刻度尺D．停表E．天平(2)某同学将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带，纸带上O、A、B、C、D、E为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出．由纸带可知，打C点时小车的速度vC＝________m/s(结果保留三位有效数字)．(3)若实验时，电源频率略低于50Hz，但该同学仍按50Hz计算小车的速度，则测量得到的小车速度与真实速度相比将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(1)打点计时器所用电源是电压合适的交流电源，它是计时器材，不需要停表；处理纸带时需要用刻度尺．故选A、C.(2)电源频率是50Hz，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，因此时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得vC＝＝(3)当电源频率低于50Hz时，其打点周期大于0.02s，仍按50Hz计算时，由v＝可知，速度的测量值将比真实值偏大．AC课时2匀变速直线运动的实验探究0.813偏大解析刷基础9

[浙江嘉兴一中2019高一上期中]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，利用刻度尺测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝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分度值为多少？(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．(3)试作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．(1)因为给出的长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位小数，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的分度值是1毫米．(2)某一点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义得vB＝14.00cm/s，vC＝17.90cm/s，vD＝21.80cm/s，vE＝25.85cm/s，vF＝29.85cm/s.(3)根据(2)问中计算出的速度，在坐标系中可确定5个不同时刻对应的速度，描出这5个点，用平滑曲线连接各点，作出图象如图所示．v-t图象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a＝39.6cm/s2.(1)1毫米(2)14.00cm/s17.90cm/s21.80cm/s25.85cm/s29．85cm/s(3)见解析39.6cm/s2课时2匀变速直线运动的实验探究解析课时2匀变速直线运动的实验探究刷基础10.[安徽师范大学附属中学2019高一上月考]一同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝4.0s．试估算：滑块经过第一个光电门时的速度大小v1＝________m/s；在滑动过程中，滑块的加速度大小a＝________m/s2(结果保留两位小数)．滑块经过第一个光电门的速度为v1＝＝0.10m/s,滑块经过第二个光电门的速度为v2＝＝0.30m/s，由加速度的定义式得a＝＝0.05m/s2.C0.10题型4实验方案创新0.05刷基础11．[山东泰安2019高一上期末]有关“探究小车速度随时间变化的规律”实验，完成下列问题：(1)实验中用到的电火花计时器的工作电压是220V的________(填“交流”或“直流”)电．(2)下列哪些操作对该实验没有必要的或者错误的是________．A．要用天平测出钩码质量B．先释放小车后接通打点计时器C．为了便于测量，应该舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当成计时起点D．作图象时，描出的各点都必须要连在同一条曲线上(3)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究小车做匀变速直线运动的情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有4个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度v＝________m/s，小车运动的加速度a＝________m/s2(均保留三位有效数字)．交流课时2匀变速直线运动的实验探究ABD0.3370.393解析刷基础(1)实验中用到的电火花计时器的工作电压是220V的交流电．(2)实验时不需要测出钩码质量，故A符合题意．实验时应先接通打点计时器后释放小车，故B符合题意．在纸带上确定计时起点时，应从打点清晰的地方开始选计时起点，故C不符合题意．作图象时，要尽量使描出的各点在同一条直线上，不在同一条直线上的点尽量均匀分布在直线两侧，故D符合题意．故选A、B、D.(3)两相邻计数点间有4个点未画出，所以T＝0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得vA＝＝m/s＝0.337m/s.根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2，得a＝，解得a＝0.393m/s2.课时2匀变速直线运动的实验探究解析课时2匀变速直线运动的实验探究刷易错在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，因为偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以我们可以根据实验数据画出图象，由图线上相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，误差小，选项A、D错误，选项C正确；根据实验数据画出图象，当纵坐标取不同的标度时，图线的倾角就会不同，所以量出图线倾角α，用公式tanα算出的数值不一定是加速度，选项B错误．CC易错点忽略物理图象中两坐标轴的分度大小可以不相等12．[江苏徐州丰县2019高一上期中]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瞬时速度如下：

计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.10.20.30.40.50.6通过计数点时的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0以下做法正确的是(

)A．根据任意两个计数点的速度及时间，用公式a＝

算出加速度B．根据实验数据画出v-t图象，量出图线倾角，由公式a＝tanα算出加速度C．根据实验数据画出v-t图象，由图线上距离相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式a＝算出加速度D．依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度易错分析在数学中，横、纵坐标所取标度大小相同，某直线的斜率等于直线与横轴夹角α的正切值tanα.而在物理学科中，根据实验数据画出v-t图象，当横、纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角α，用tanα算出的数值不一定是加速度．如果受数学知识影响易错选B.刷提升1．某同学想研究滑块在倾斜气垫导轨上滑行时的加速度．如图甲所示，他将导轨以一定的倾角固定．在导轨B点固定一个光电门，让带有挡光片的滑块从不同位置由静止滑下．滑块滑行时可以认为不受导轨的阻力．把滑块到光电门的距离记为L.已知挡光片宽度为d.(1)为完成实验，需要记录什么数据？_____________________________________(用文字和符号共同表示)．(2)计算滑块加速度的表达式为a＝________(用符号表示)．(3)改变释放滑块的位置，重复实验，得到如图乙所示的图象，则滑块的加速度大小a＝___________(结果保留两位有效数字)．(4)为进一步研究滑块加速度a与导轨倾角θ的关系．该同学改变导轨倾角的大小，在同一位置由静止释放滑块，通过计算得到表格所示的数据．根据表格数据可知实验结论为________________________________________________________________________.挡光片通过光电门所用的时间t课时2匀变速直线运动的实验探究2.0m/s2加速度与sinθ成正比，比例系数为10解析刷提升(1)滑块到达光电门时的速度v＝，滑块做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度—位移公式得v2＝2aL，解得a＝.已知d、L，实验还需要测出挡光片通过光电门所用的时间t.(2)由(1)的分析可知，加速度a＝.(3)由匀变速直线运动的速度—位移公式得v2＝2aL，则v2－L图象的斜率k＝2a＝m/s2＝4.0m/s2，加速度a＝2.0m/s2.(4)由表中实验数据可知，随倾角θ增大，加速度增大，且加速度与sinθ成正比，，与cosθ既不成正比也不成反比，由此可知加速度与sinθ成正比，比例系数为10.课时2匀变速直线运动的实验探究刷提升2．[湖南衡阳八中2019高一上期中](1)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，使小车停在靠近打点计时器处，让小车在钩码牵引下运动时应________．A．先通电B．先放手(2)在实验中得到的纸带上确定7个计数点A、B、C、D、E、F、G，如图所示，相邻两计数点之间还有4个点未画出，测得C、D间的距离为x3＝5.20cm，D、E间的距离为x4＝5.99cm，F、G间的距离为x6＝7.62cm.①根据x3和x4计算出打D点时小车的瞬时速度vD＝_________m/s(结果保留三位有效数字)．②匀变速直线运动的推论Δx＝aT2可推广到不相邻的两段相等时间内的位移差：xn－xm＝(n－m)aT2(n、m表示不为0的自然数，n>m)，试用此推论，利用已知的x3和x6，粗略求得小车的加速度a＝________m/s2(结果保留三位有效数字)．③某同学用两种方法处理数据求小车加速度．方法A：运用Δx＝aT2，由a1＝，a2＝，…，a5＝，求平均值，可得a＝（a1＋a2＋……＋a5）/5.方法B：运用xn－xm＝(n－m)aT2，由a′1＝，a′2＝，a′3＝，求平均值，可得a′＝方法A求得加速度的最终表达式为a＝_________；方法B求得加速度的最终表达式为a＝________．为使每段位移都用到，减小偶然误差，选择方法________(填“A”或“B”)更合理．A课时2匀变速直线运动的实验探究0.5600.807B解析刷提升课时2匀变速直线运动的实验探究刷提升3.[陕西西安长安区一中2019高一上期中]某同学用如图甲所示的实验装置研究小车在光滑斜面上匀加速下滑的运动规律．先从斜面高处由静止释放小车，随后开启位移传感器(一种测量物体离开传感器距离的工具，以开启瞬间为计时起点)测量小车的位移s与时间t的关系．但是由于操作