高中人教版物理必修一课时分层作业2-1实验探究小车速度随时间变化的规律

课时分层作业六实验:探究小车速度随时间变化的规律(25分钟50分)1.(7分)(多选)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,下列说法中正确的是 ()A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车D.牵引小车的钩码个数越多越好【解析】选B、C。打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,A错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,B正确;若先释放小车后接通电源只能在纸带的后面部分打点,C正确;钩码个数太少,打点密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来实验误差,D错误。2.(7分)(2019·天水高一检测)如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用QUOTE近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使QUOTE更接近瞬时速度,正确的措施是 ()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角【解析】选A。QUOTE是Δt时间内的平均速度,Δt越小,QUOTE就越接近某点的瞬时速度。A中换用宽度更窄的遮光条,就是取更短的时间Δt,故A正确;B、C、D中的处理不能保证Δt很短,QUOTE不能确定更接近瞬时速度,故B、C、D错误。3.(7分)(多选)(2019·衡水高一检测)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,下列方法中有利于减小实验误差的是 ()A.选取计数点,把每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.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分点进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验【解析】选A、C、D。把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位,这样可以增加测量点间的距离,减小测量过程所产生的误差,故A正确。小车的加速度过小,则物体运动间距太密集,测量误差较大,故B错误。纸带上密集的点,点间间距过小,测量误差较大,应舍去而只利用点迹清晰、点间间隔适当的那部分进行测量、计算,故C正确。选用各处平整程度相同的长木板做实验,这样受力均匀,加速度变化小,实验误差小,故D正确。4.(9分)(2019·合肥高一检测)一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动,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,作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同,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。在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图象(保留描点痕迹)。

【解析】如题图所示,x1+x2=0.06m,而v2=QUOTEm/s=0.06m/s,故T=0.5s,则v3=QUOTE=QUOTEm/s=0.12m/s又x4+x5=0.24m,则v5=QUOTE=QUOTEm/s=0.24m/s。其vt图象如图所示。答案:0.120.24图见解析5.(10分)(2019·烟台高一检测)如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片,照片中每两个相邻小球像的时间间隔是0.1s,这样便记录了小球运动的时间。设开始时的位置为0,依次为位置1、2、3、4、5,小球运动的位移可以用刻度尺测量。小球在位置1、2、3、4的速度分别最接近______m/s、______m/s、______m/s、______m/s,小球滚下过程的加速度为________m/s2。(小数点后保留两位数字)

【解析】利用图中给出的数据,可以求得各段的平均速度。两相邻小球像的时间间隔为0.1s,而平均速度最接近中间时刻的瞬时速度,则有v1≈QUOTE=QUOTEm/s=0.80m/s,v2≈QUOTE=QUOTEm/s=1.15m/s,v3≈QUOTE=QUOTEm/s=1.50m/s,v4≈QUOTE=QUOTEm/s=1.85m/s,以位置0对应时刻为0,由以上数据作出vt图象如图所示。在vt图象上取相距较远的两点v1=0.80m/s,t1=0.1s,v4=1.85m/s,t4=0.4s,则a=QUOTE=QUOTE=QUOTEm/s2=3.50m/s2,故小球滚下过程的加速度为3.50m/s2。答案:0.801.151.501.853.506.(10分)(2019·临沂高一检测)在做“匀加速直线运动的实验探究”中,打点计时器接在50Hz的低压交变电源上,某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图所示,由此可以得到一条表示vt关系的图线,从而求出加速度的大小。(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示vt关系的图线(作答在图上),其________(选填“x”或“y”)轴相当于v轴。

(2)从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出________段纸带的长度。

(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为________m/s2。

【解析】(1)纸带的长度之比等于中间时刻速度之比。分别取a、b、c、d、e五段的上方中点,并连线,得到的即为vt图象,如图所示,y轴相当于v轴。(2)t=0.15s是BC时间段的中间时刻,要求t=0.15s时的瞬时速度,只需要测b纸带的长度sb,然后用QUOTE=QUOTE即可求得t=0.15s时的速度。(3)a、e段各自中间时刻的速度分别为va=QUOTE=QUOTE