《科学测量：做直线运动物体的瞬时速度》素养达标

PAGE8-/NUMPAGES8第4节科学测量：做直线运动物体的瞬时速度1.(2019·三明高一检测)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，不经计算，通过测量可以从纸带上直接得到的物理量是 ()A.时间间隔 B.位移C.平均速度 D.瞬时速度【解析】选B。时间间隔通过数纸带上所打点的个数经过计算得出。位移可以通过测量纸带上所打点之间的距离得出。而平均速度或者瞬时速度都是依据实验数据通过计算得出。则B正确，A、C、D错误。2.利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度时，在纸带上所打的一系列点如图所示，各相邻的计数点间的距离分别为sⅠ、sⅡ、sⅢ…，则下列关系式中错误的是 ()A.sⅡ-sⅠ=aT2 B.sⅢ-sⅠ=2aT2C.sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ D.sⅢ-sⅡ=a【解析】选D。对于匀变速直线运动，连续相等时间间隔内的位移之差是恒量，即Δs=aT2。对于该题有sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=aT2，而sⅢ-sⅠ=sⅢ-sⅡ+sⅡ-sⅠ=2aT2。所以选项A、B、C正确，D错误。3.（2019·全国卷Ⅰ）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为________m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为________m/s2（保留2位有效数字）。【解析】物块沿倾斜的长木板加速下滑，相等时间内的间距越来越大，所以在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是A点。根据纸带可知xAB=12.0mm、xBC=19.5mm、xCD=27.0mm、xDE=34.5mm，则vC==232.5mm/s=0.233m/s。xDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5mm，则a==750mm/s2=0.75m/s2。答案：A0.2330.754.(2019·泉州高一检测)如图是研究物体做匀变速直线运动时得到的一条纸带(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz)。从0点后开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6，测得s1=5.18cm，s2=4.40cm，s3=3.62cm，s4=2.84cm，s5(1)相邻两计数点间的时间间隔为_______s。

(2)物体的加速度大小a=_______m/s2，方向_______(选填“A→B”或“B→A”)。

(3)打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3=_______m/s。

【解析】(1)打两个点之间的时间间隔等于交流电源频率的倒数，即T=1f=150s每5个计时点取一个计数点，故相邻两个计数点间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s。(2)由逐差法可得物体的加速度a=(s代入数据解得a=-0.78m/s2，负号表示物体加速度的方向，加速度大小为0.78m/s2。因为是依照打点的先后顺序依次编号，所以物体的运动方向是B→A，而物体做匀减速直线运动，故加速度的方向是A→B。(3)打计数点3时物体的速度v3=s3+s42答案：(1)0.1(2)0.78&A→B(3)0.323【补偿训练】在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的一段纸带如图甲所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。(1)由纸带提供的数据求出打下C、E点时小车的速度，填入表中：计数点序号BCDE计数点对应的时刻t/s00.10.20.3通过计数点时小车的速度v/(m·s-1)0.250.45(2)根据表中的数据，在图乙中作出小车运动的v-t图像。(3)根据作出的v-t图像可得小车运动的加速度为_______m/s2。

【解析】(1)根据平均速度定义可得vC=BD2T=AD-AB2T=0.35m/s，v0.55m/s。(2)画出的v-t图像应为一条倾斜直线，如图所示。(3)由图像的斜率可求得加速度a=ΔvΔt=1m答案：(1)0.35&0.55(2)(3)15.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到如图甲所示的一条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，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。(1)根据纸带计算各点瞬时速度，vD=_______m/s，vC=_______m/s，vB=_______m/s。

(2)在如图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图像，并根据图像求出a=_______。

(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______m/s，此速度的物理意义是：________________。

【解析】(1)根据vt2=vD=(105.60vC=(60.30vB=27.60×(2)作出v-t图像如图所示根据图线斜率知a=12.60m/s2。(3)由图知：交点的速度为0.1m/s，表示零时刻小车经过A点时的速度。答案：(1)3.90&2.64&1.38(2)见解析图&12.60m/s2(3)0.1&零时刻小车经过A点时的速度【补偿训练】如图所示，一个小球沿斜面向下运动，用每间隔110s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为110s，测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见表s1/cms2/cms3/cms4/cm8.209.3010.4011.50(1)小球在连续相邻相等时间内的位移之差________(选填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属于______直线运动。

(2)有甲、乙两位同学计算小球加速度方法如下：甲同学：a1=s2-s1T2，a2=s乙同学：a1=s3-s12T你认为甲、乙哪位同学的计算方法正确？_______，加速度值为_______m/s2。

(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度为_______m/s。

【解析】(1)根据表格中位移数据可知，s4-s3=