[推荐学习]高中物理人教版必修1习题:2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
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(精心整理,诚意制作)第二章匀变速直线运动的研究1.关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,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2.关于纸带上打点间隔的分析,下列说法正确的是( ).A.沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做加速运动B.沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做减速运动C.纸带上点间间隔相等,表示纸带是匀速运动的D.纸带上点间间隔相等,表示纸带是变速运动的3.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,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是( ).A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完C.测量每两个相邻计数点间的距离,应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录4.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,关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是( ).A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 sB.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 sC.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 sD.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 sE.每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s5.如图2-1-6所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,测量出AB=1.2 cm,AC=3.6 cm,AD=7.2cm,计数点A、B、C、D中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是( ).图2-1-6A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B.若电源频率f=50 Hz,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s C.打B点时运动物体的速度v B=0.20 m/sD.本实验也可以采用电火花计时器6.一电火花打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下如图2-1-7甲所示.图2-1-7(1)电火花打点计时器使用________电源(填“直流”或“交流”),工作电压________ V.(2)打点计时器打A点时小车的速度v A=________ m/s.7.在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,如图2-1-8是某次实验的纸带,舍去前面比较密的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1、2、3……那么相邻两个计数点之间的时间为________s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3 cm、x2=7.5 cm、x3=13.5 cm,则物体通过1计数点的速度v1=________m/s,通过2计数点的速度v2=________ m/s,运动的加速度为________ m/s2.图2-1-88.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点周期为0.02 s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图2-1-9所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐.由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3.图2-1-9(1)读出距离:d1=1.20 cm,d2=____________ cm,d3=________ cm;(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度大小v2=______m/s;(结果保留两位有效数字);(3)小车的加速度大小a=________ m/s2.(结果保留两位有效数字)9.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,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2-1-10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为0.5s,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 .06 m/s,v3=________ m/s,v4=0.18 m/s,v5=________m/s.在坐标图2-1-11中作出小球的速度-时间图象(保留描点痕迹).图2-1-10图2-1-1110.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,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2-1-12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点C、E时小车的速度,填入下表:计数点序号 B C D E对应的时刻t/s00.10.20.3小车的速度v/(m·s-1)0.250.45图2-1-12(2)根据表中的数据,在图2-1-13中作出小车运动的v-t图象:图2-1-13(3)根据作出的v-t图线可得小车运动的加速度为________ m/s2.。
1试验:探究小车速度随时间改变的规律基础巩固1.在用打点计时器探究小车速度随时间改变的规律的试验中,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是()A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完C.测量每两个相邻计数点间的距离,应当用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录解析不论两个计数点间的距离大还是小,采纳C项所述方法可减小误差,选项C正确。
答案C2.(多选)下图是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,测量出AB=1.2 cm,AC=3.6 cm,AD=7.2 cm,计数点A、B、C、D中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是()A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B.若电源频率f=50 Hz,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 sC.打B点时纸带的速度v B=0.20 m/sD.本试验也可以采纳电火花计时器解析电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;电磁打点计时器打点的周期为0.02s,相邻两个计数点间有4个点未画出,即两个计数点间的时间间隔为0.1s,选项B正确;v B=x xx2x =0.0360.2m/s=0.18m/s,选项C错误;电磁打点计时器和电火花计时器都可以用,选项D正确。
答案BD3.在探讨匀变速直线运动的试验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:为了算出加速度,合理的方法是()算出加速度A.依据随意两计数点的速度,用公式a=ΔxΔxB.依据试验数据,画出v-t图象,量出其倾角α,由公式a=tan α算出加速度算出加速度C.依据试验数据,画出v-t图象,由图线上随意两点所对应的速度,用公式a=ΔxΔxD.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均值作为小车的加速度解析选项A偶然误差较大。
人教版必修一第二章第一节练习(含答案)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本大题共6小题,共48.0分)1.在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )A. 时间间隔某段时间内的位移B. 时间间隔瞬时速度C. 某段时间内的位移加速度D. 瞬时速度某段时间内的位移2.如图所示,“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带,相邻计数点间的时间间隔为,则打点时物体运动速度的大小为( )A. B. C. D.3.在“探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律”的实验中,某同学在坐标纸上画出以下关系图线,其中作图正确的是( )A. B.C. D.4.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列实验操作中,错误..的是( )A. 打点计时器应使用交流电源B. 将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电源C. 实验开始时,先释放小车,再接通打点计时器电源D. 打点结束后,先断开电源,再取下纸带5.小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端,向左运动,在纸带上打出了一系列的点,点迹分布如图所示,请你由此判断纸带的运动情况是( )A. 先匀速直线运动后减速直线运动B. 先加速直线运动后匀速直线运动C. 先减速直线运动后加速直线运动D. 先加速直线运动后减速直线运动6.小明在做“用测瞬时速度”的实验时,保持小车释放点和光电门位置不变。
获得的数据如下表,则可以判断挡光片的安装方式为( )A. B. C. 以上两种都可以 D. 以上两种都不可以二、多选题(本大题共4小题,共32.0分)7.在“探究小车的速度随时间的变化规律”的实验中,下列说法中正确的是( )A. 纸带上的点间间隔相等,表示纸带是匀速运动的B. 在打下的纸带上,点迹密的地方,表示小车的速度大,稀疏的地方表示速度小C. 在打下的纸带上,点迹密的地方,表示小车的速度小,稀疏的地方表示速度大D. 根据实验测量数据,作图象时,先在坐标系中描点,然后用一条平滑的曲线”拟合”这些点,且画图象时,要使它两侧的点数大致相同8.下图是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,测量出,,,计数点、、、中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是( )A. 电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B. 若电源频率,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为C. 打点时纸带的速度D. 本实验也可以采用电火花计时器9.“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图甲、乙两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的图象。
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律一.选择题(共20小题)1.如图所示,是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段,A、B两点为计数点,中间点迹为实际点迹,打点计时器电源的频率为50Hz,则AB两点间的时间间隔为()A.0.01s B.0.02s C.0.05s D.0.10s2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,未启动打点计时器,小车应放置在()A.靠近打点计时器位置B.长木板上的滑轮附近C.打点计时器与滑轮的中点处D.任意位置3.在推导“匀变速直线运动位移的公式”时,把整个运动过程划分为很多小段,每一小段近似为匀速直线运动,然后把各小段位移相加代表整个过程的位移,物理学中把这种方法称为“微元法”.下面几个实例中应用到这一思想方法的是()A.在计算物体间的万有引力时,若物体的尺寸相对较小,可将物体看做点质点B.在探究弹性势能的表达式过程中,把拉伸弹簧的过程分成很多小段,在每小段内认为弹簧的弹力是恒力,然后把每小段做功的代数和相加C.在探究牛顿第二定律的过程中,控制物体的质量不变,研究物体的加速度与力的关系D.在求两个力的合力时,如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,这个力就是那两个力的合力4.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是()A.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s5.一次课上老师拿来了一位同学所做的“探究匀变速直线运动规律”的测量记录如下表,表中“速度v”一行是这位同学用某种方法(方法不详)得到的物体在0,1,2,3,4,5几个位置的瞬时速度.根据表中数据作出的v﹣t图象如图所示.则下列说法正确的是()A.x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.13×0.1+1.38×0.1=…该方法可以估算小车从位置0到位置5的位移B.x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.13×0.1+1.38×0.1=…该方法不可以估算小车从位置0到位置5的位移C.v﹣t图中阴影部分面积可精确表示小车从位置0到位置5的位移D.v﹣t图中梯形OABC的面积可粗略表示小车从位置0到位置5的位移6.如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带,相邻计数点间的时间间隔为T,则C点的速度可表示为()A.B.C.D.7.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示.下列说法正确的是()A.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.05秒打一个点B.小车做匀速直线运动C.小车在t=0.02秒时的速度大小是0.04m/sD.小车的加速度大小为0.04m/s28.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()①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v﹣t图象不可能为一条直线,而应为一条平滑的曲线.②这10个点中有8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,图象可能为一条直线.③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律.④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.A.①③B.②④C.①②D.③④9.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是()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图象时,所描线必须经过每一个点10.用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,关于这一实验,下列说法中正确的是()A.打点计时器应接直流电源B.应先释放纸带,后接通电源打点C.需要用秒表测出小车的运动时间D.测出纸带上两点迹间的距离,可知小车相应的位移11.如图所示纸带上ABCD是打点计时器打出一的系列连续的点,点BCD到A点的距离分别为4cm,10cm,18cm,则()A.纸带可能做匀速直线运动B.纸带可能运动的越来越快C.纸带可能运动的越来越慢D.以上说法都不对12.测匀变速直线运动加速度的实验中,接通电源与让纸带随物体开始运动,这两个操作的时间关系正确的是()A.先接通电源,后释放纸带B.先释放纸带,后接通电源C.释放纸带的同时接通电源D.先释放纸带或先接通电源都可以13.在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中,某次实验所用交流电的周期为T.得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点开始,每5个打点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4.量得x1、x2、x3、x4,以下四位同学求得的加速度值误差最小的是()A.甲同学先算出a1=,a2=,a3=,再求平均值==B.乙同学先用平均速度求出第2点的速度V2=,再代入X3=V2(5T)+a(5T)2求得aC.丙同学直接代入a=D.丁同学直接代入a=14.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=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,配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为△t1=0.30s,通过第二个光电门的时间为△t2=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△t=3.0s.则滑块的加速度约为()A.0.067 m/s2B.0.67 m/s2C.6.7 m/s2D.不能计算15.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度.所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需()器材.A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺16.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板,如图所示,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.30s,通过第二个光电门的时间为△t2=0.10s,光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为△t=0.30s,则滑块的加速度数()A.0.67m/s2B.0.14m/s2C.0.40m/s2D.0.22m/s217.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,得到的记录纸带如图所示,图中的点为记数点,在每两相邻的记数点间还有4个点没有画出,则小车运动的加速度为()A.0.2m/s2B.2.0m/s2C.20.0m/s2D.200.0m/s218.如图所示,气垫导轨的滑块上安装了宽度为d的遮光板,做加速运动的滑块先后通过两个光电门,数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为t1,通过第二个光电门的时间为t2,遮光板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△t,下列测量结果中最接近真实值的是()A.滑块运动的加速度为B.滑块运动的加速度为C.遮光板中点通过第一个光电门的速度为D.遮光板前沿通过第一个光电门的速度为19.如图所示的是同一打点计时器打出的4条纸带,以下说法正确的是()A.甲纸带的加速度最大,丁纸带的平均速度最大B.乙纸带的加速度最大,丙纸带的平均速度最大C.乙和丁纸带的加速度均为零D.丙和丁纸带的平均速度一样大20.在“探究小车加速度随时间变化的关系”的实验中,所用交流电的频率为50Hz.某次实验中得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则在点2时小车的瞬时速度和小车的加速度分别为()A.v2=0.39m/s a=0.15m/s2B.v2=0.39m/s a=0.60m/s2C.v2=0.78m/s a=0.15m/s2D.v2=0.78m/s a=0.60m/s2二.多选题(共8小题)21.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22.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列方法有助于减少实验误差的是()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,只利用点迹清晰、间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当减少挂在细绳下钩码的个数23.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中,下列说法正确的是()A.长木板不能平放,只能倾斜放置B.应先接通电源,待打点计时器开始打点后,再释放小车C.在释放小车前,小车应放在靠近打点计时器一端D.要在小车到达滑轮前使小车停止运动24.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了减少测量误差,下列措施正确的是()A.使小车运动的加速度尽量小一些B.使小车的质量尽量小一些C.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验D.舍去纸带较密的点,选取适当的计数点进行测量计算25.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列说法正确的是()A.电火花计时器正常工作时,其打点的周期取决于交流电压的高低B.电火花计时器应接在10V以下的交流电源上才能正常工作C.打点计时器连续工作时间很短,应注意打点之后要立即关闭电D.开始试验时,应先接通电源,后释放纸带26.利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度,在纸带上打出一系列的点,如图所示,各相邻计数点间的距离分别为s1、s2、s3、s4…相邻计数点间的时间间隔为T,则下列各关系式中正确的是()A.s2﹣s1=s3﹣s2=s4﹣s3=…B.s1=aT2,s1+s2=a(2T)2…C.s2﹣s1=aT2D.s4﹣s1=s5﹣s2=s6﹣s3=3aT227.如图为用打点计时器打出一系列点的纸带,纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面,A,B,C、D、E 为我们在纸带上所选的计数点.相邻计数点间的时间间隔为T.相邻计数点间的位移分别为s1、s2、s3、s4.则下列说怯正确的是()A.小车的加速度为B.小车的加速度为C.打C点时的瞬时速度为D.打C点时的瞬时速度为28.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,如果电源的频率稍微减小从而导致打点的周期稍微变大了一点,而实验者并不知情,则()A.它将导致实验者测量的相邻计数点之间的间隔变大,从而使测得的加速度偏大B.它将导致实验者用公式v n=求得的各计数点对应的瞬时速度偏大,从而用v﹣t图象处理数据时导致测得的加速度偏大C.它将导致实验者用公式v n=求得的各计数点对应的瞬时速度偏小,从而用v﹣t图象处理数据时导致测得的加速度偏小D.用逐差法处理数据时,由于代入的T的数据偏小,从而导致测得的加速度偏大三.填空题(共20小题)29.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某次所得纸带如图所示,由于纸带上前几个点模糊,因此从A点开始每5个点取1个计数点,则小车通过D点时的速度是m/s,小车运动的加速度是m/s2.(保留两位有效数字,打点计时器的电源频率是50H Z)30.(1)在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是(直流电,交流电),它们是每隔s 打一个点.(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是A.先接通电源,后让纸带运动B.先让纸带运动,再接通电源C.让纸带运动的同时接通电源D.先让纸带运动或先接通电源都可以(3)小车拖动纸带运动,打出的纸带如图所示.选出A、B、C、D、E、F、G,7个计数点,每相邻两点间还有3个计时点(图中未标出).已知各点间位移.则:①E点的瞬时速度V E=m/s(保留三位有效数字);②小车运动加速度a=m/s2(保留三位有效数字).31.小梁同学想探究小车在做匀变速直线运动中,速度随时间变化的规律。
限时:45分钟一、单项选择题1.运动小车拖动的纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点,测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm ,则( C )A .小车运动的平均速度为0.03 m/sB .小车运动的平均速度为1.5 m/sC .小车运动的平均速度为1.8 m/sD .小车运动的平均速度为180 m/s解析:从第1个点到第6个点间的时间为5×0.02 s =0.1 s ,则平均速度v =x t =18×10-2 m 0.1 s=1.8 m/s ,C 正确. 2.某同学使用电磁打点计时器,接通电源,拉动纸带,但纸带上打出的点间距不相等,这可能是因为( D )A .电源频率太高B .错用了直流电源C .电源电压太低D .拉纸带时没有保持匀速 解析:打点计时器能打点说明它能正常工作,故其属正常使用.间距不相等,说明拉动时不是匀速的.3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法不正确的是( C )A .纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B .使用刻度尺测量长度时,要进行估读C .作v -t 图象时,所描曲线必须经过每一个点D .在数据处理时,常用公式法和图象法解析:可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点,但相隔四个点时计数点间的时间间隔为0.1 s,计算时更方便,A项对;使用刻度尺测长度时,要进行估读,B项对;作v-t图象时,应使尽量多的点在同一条直线上,离线较远的点大胆舍弃,C项错;数据处理可选择公式法和图象法中的某一方法,D项对.4.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大(A)解析:4条纸带的时间间隔相等,其中C、D两条纸带上的点间隔均匀,表明它们是做匀速直线运动,可看做加速度为0.A、B两条纸带上的点间隔在不断增大,且A条纸带上的点相邻两间距之差较大,故纸带A的加速度最大.5.在探究“小车随时间变化的规律”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示:计数点序号12345 6计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度v(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0A.根据任意两计数点的速度,用公式a=ΔvΔt算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角α,由公式a=tanα求出加速度C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=ΔvΔt算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度解析:方法A、D偶然误差较大,只有利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据可以画出倾角不同的许多图象,方法B是错误的,正确的方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=ΔvΔt算出加速度,即方法C正确.二、多项选择题6.用打点计时器时应注意(BCD)A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B.应先接电源,再拉动纸带C.拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行D.使用电磁打点计时器和电火花计时器都应将计时器先固定在桌子上解析:在使用电磁打点计时器时,是把轴上的复写纸片压在纸带的上面,而电火花计时器,是把墨粉纸盘套在纸盘轴上,并把墨粉纸盘放在纸带的上面,选项A错误;先接电源,再拉动纸带,这样可以保证让尽可能多的点打在纸带上,能较好地控制实验进行,选项B 正确;拉动纸带的方向与限位孔平行,能减小纸带与限位孔之间的摩擦,选项C正确;为了防止实验过程中计时器的移动,实验前都要先把计时器固定在桌子上,选项D 正确.7.关于纸带上打点间隔的分析,下列说法正确的是( BC )A .沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做加速运动B .沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做减速运动C .纸带上点间间隔相等,表示纸带是匀速运动的D .纸带上点间间隔相等,表示纸带是变速运动的解析:纸带上点间间隔相等,由v =Δx Δt知纸带运动是匀速的,若沿点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,即Δx 变小而时间Δt 不变,说明纸带在做减速运动.8.采用下列哪些措施,有利于减小纸带受到的摩擦而产生的误差( CD )A .改用直流6 V 电源B .电源电压越低越好C .使用平整不卷曲的纸带D .使物体的运动方向与纸带在一条直线上解析:纸带受到的摩擦主要指纸带与振针、限位孔之间的摩擦,打点计时器必须使用交流电,故A 项错.电源电压低可减小摩擦,若过低打出的点会很不清晰,故B 项亦错.使用平整不卷曲的纸带且使纸带与物体的运动方向一致,可减小纸带与限位孔等之间的摩擦,故C 、D 两项都对.三、非选择题9.如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后(电源频率为50 Hz)得到的纸带,从A 点通过计时器到D 点通过计时器历时0.1 s ,位移为0.076_0 m ,这段时间内的平均速度为0.760 m/s ,BC段的平均速度为0.950 m/s ,F 点的瞬时速度可以粗略的认为是0.950 m/s.(平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字)解析:从A 点通过计时器到D 点通过计时器历时0.1 s ,位移为0.076 0 m ,这段时间内的平均速度为v AD =0.076 00.1m/s =0.760 m/s ,BC 段的平均速度为v BC =0.022 0+0.016 02×0.02m/s =0.950 m/s ,F 点的瞬时速度可以粗略的认为是BC 段的平均速度,即大小是0.950 m/s.10.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,交流电源频率为50 Hz.下图是某次实验的纸带,舍去前面比较密集的点,从0点开始计数,每隔4个连续点取1个计数点,标以1、2、3、……那么相邻两个计数点之间的时间为0.1 s ,各计数点与0计数点之间的距离依次为x 1=3.0 cm 、x 2=7.5 cm 、x 3=13.5 cm ,则物体通过计数点1的速度v 1=0.375 m/s ,通过计数点2的速度v 2=0.525 m/s ,小车运动的加速度a =1.5 m/s 2.解析:T =5×0.02 s =0.1 sv 1=x 22T =0.0750.2m/s =0.375 m/s v 2=x 3-x 12T =0.135-0.030.2m/s =0.525 m/sa =v 2-v 1T =0.525-0.3750.1m/s 2=1.5 m/s 2. 11.在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,小车在恒定外力作用下运动,如图甲所示是一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.所用电源的频率为50 Hz.(1)由纸带根据运动学有关公式可求得v B =1.38 m/s ,v C =2.64 m/s ,v D =3.90 m/s.(2)利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a =12.6 m/s 2.(3)若实验中以打A 点时开始计时,利用所得的数据在图乙中作出小车的v -t 图线,将图线延长线与纵轴相交,此交点纵轴坐标的物理意义是开始计时时,小车的速度(或v A ).答案:解析:(1)电源频率为50 Hz ,则周期为0.02 s ,相邻计数点间还有四个点未画出,则可知相邻计数点间的时间间隔为T =0.02×5 s =0.1 s ,C 点的瞬时速度为v C =x BD 2T =0.603-0.0752×0.1m/s =2.64 m/s.(2)纸带加速度为a=ΔvΔt=v D-v B2T=3.90-1.382×0.1m/s2=12.6 m/s2.(3)用描点法作出小车的v-t图线,将图线延长与纵轴相交,此交点纵轴坐标的物理意义是打点计时器开始计时时的速度,即打下A 点时纸带对应的速度.12.在做“匀加速直线运动的实验探究”的实验中,打点计时器接在50 Hz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v-t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v-t关系的图线(作答在图上),其y(填“x”或“y”)轴相当于v轴.答案:图见解析(2)从第一个计数点开始计时,为求出0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出b段纸带的长度.(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm,e段纸带的长度为10.0 cm,则可求出加速度的大小为2 m/s2.解析:(1)分别取a 、b 、c 、d 、e 五段的上方中点,并连线,得到的即为v -t 图像,如图所示,y 轴相当于v 轴.(2)t =0.15 s 是BC 时间段的中间时刻,要求t =0.15 s 时的瞬时速度,只需要测b 纸带的长度s b ,然后用v =s b t 即可求得t =0.15 s 时的速度.(3)a 、e 段各自中间时刻的速度分别为v a =s a t ,v e =s e t ,根据a =Δv Δt得a =2 m/s 2.13.如图甲是某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时获得的一条纸带.(1)打点计时器电源频率为50 Hz.A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连续的点,F 点由于不清晰而未画出. 试根据图中提供的数据,推算出对应F 点的速度v F =0.70 m/s(计算结果保留两位有效数字).(2)图乙是该同学根据纸带上的数据,作出的v -t 图象.根据图象,t =0时的速度v 0=0.20 m/s ,加速度a =5.0 m/s 2(计算结果保留两位有效数字).解析:(1)v F =x EG 2T,其中T =0.02 s ,代入可解得v F =0.70 m/s. (2)v -t 图象与纵轴的交点为t =0时的速度 v 0=0.20 m/s ,加速度a =Δv Δt =0.70-0.2010×10-2m/s 2=5.0 m/s 2.。
1.实验:探究小车速度随时间变化的规律1.掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.了解如何从实验中获取数据,学会利用v t 图像处理、分析实验数据的方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
1.实验原理(1)瞬时速度的计算:可用以该点为□01中间时刻的一段时间内的□02平均速度来代替,即□03v n =x n +x n +12T。
(2)作出v t 图像判断小车速度随时间变化的关系:以速度v 为纵轴、时间t 为横轴建立直角坐标系,在坐标系中描点作出v t 图像,根据点的分布规律思考小车速度与时间的关系。
2.实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源。
课堂任务 探究过程·获取数据仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:本实验要研究的对象是什么?研究的目的是什么?提示:研究的对象是小车,研究其速度随时间变化的规律。
活动2:本实验的操作步骤是什么?提示:(1)按照实验装置图,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使定滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长铝板上没有定滑轮的一端,连接好电路。
(2)铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过定滑轮系有槽码的细绳。
(3)把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,然后放开小车,让它拖着纸带运动,打点计时器会在纸带上打下一行小点,随后,立即关闭电源。
(4)增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。
活动3:本实验中有哪些注意事项?提示:(1)开始放开小车时,应使小车靠近打点计时器。
(2)先启动打点计时器,再放开小车。
(3)取下纸带前,先断开电源。
(4)选取一条点迹最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作为计时起点。
适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚相邻两计数点的时间间隔T 是多少。
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律-同步练习一、单选题1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是()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图象时,所描线必须经过每一个点2.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大()A. B.C. D.3.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()①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②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③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④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A. ①③B. ②④C. ①②D. ③④4.小明同学在学习了DIS实验后,设计了一个测物体瞬时速度的实验,在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平,将光电门传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端.小明同学将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据.则以下表述正确的是()A. 四个挡光片中,挡光片Ⅰ的宽度最小B. 四个挡光片中,挡光片Ⅲ的宽度最小C. 四次实验中,第一次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度D. 四次实验中,第四次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度5.某同学在“探究匀变速直线运动”的实验中,使用了频率为50Hz的电磁打点计时器,在纸带上打下相邻两个点的时间间隔是()A. 0.01 sB. 0.02 sC. 0.1 sD. 0.2 s6.在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中,获得的一段纸带如图所示,A、B、C、D为相邻的四个计数点,已知AB=1.80cm,BC=2.00cm,CD=2.20cm,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.关于该实验,下列说法正确的是()A.相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s是用秒表测出的B.实验时应先释放小车再接通电源C. 打点计时器打C点时,小车的速度为0.42 m/sD. 小车运动的加速度是0.2 m/s2二、多选题7.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8.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,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。
实验:探究小车速度随时间的变化一、单选题(每道题只有一个正确答案)1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,所需器材有:打点计时器带导线、长木板、纸带、复写纸、小车、钩码、细线,此外还需中的器材.A. 直流电源、天平及砝码B. 直流电源、毫米刻度尺C. 交流电源、天平及砝码D. 交流电源、毫米刻度尺2.关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中错误的是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不可太多3.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示.下列说法正确的是A. 当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔秒打一个点B. 小车做匀速直线运动C. 小车在秒时的速度大小是D. 小车的加速度大小为4.在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带并相应标出这8个计时点,如图所示,要求测出D点的瞬时速度.本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是A. ,sB. ,sC. ,sD. ,s5.在实验中,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B. 每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为C. 每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为D. 每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是A. 长木板一定要水平摆放,不能一端高一端低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. 作图时,所描曲线必须经过每一个点7.在用打点计时器测速度的实验中,某同学打出了如图所示的一条纸带,已知打点计时器打点的时间间隔为,则通过对纸带的分析,下列说法中正确的是A. 物体做匀加速直线运动B. 物体做匀减速直线运动C. 如果测出A、B两点间的距离,就可以求出A、B两点间的平均速度D. 如果测出A、B两点间的距离,就可以求出A点的瞬时速度8.用如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验,下列做法正确的是A. 小车从靠近定滑轮处释放B. 先启动计时器,再释放小车C. 实验前要平衡小车受到的阻力D. 电火花计时器接学生电源直流输出端二、多选题(每一小题有多个选项)9.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列关于作图象的说法中,正确的是A. 只要确定了图象中的两点,即可得到小车运动的图象,因此实验只需测出两组数据B. 作图象时,所取的点越多,图线就越准确C. 作出的图线应该通过所有的点,曲线曲折也可以D. 对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去10.在科学上,为了描述实验中测量点之间的关系,先在坐标系中描点,然后用一条曲线包括直线“拟合”这些点,在画曲线时应该注意到的是A. 画曲线时要让尽量多的点在该曲线上B. 画曲线时不在该曲线上的点要尽量靠近该曲线,要使它两侧的点数大致相同C. 离曲线太远的点可以舍去D. 画曲线时要把所有的点依次连成折线三、实验题11.某同学在“研究匀变速直线运动”实验中,使用电磁式打点计时器所用交流电的频率选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图1中0、1、点所示。
人教版高中物理必修一第2章第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律一、单项选择题(共1小题;共4分)1. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是A. 小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理B. 为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C. 为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D. 两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1s二、双项选择题(共1小题;共4分)2. 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,图象就越准确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,应舍去三、多项选择题(共1小题;共4分)3. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的是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. 使小车运动的速度尽量小些C. 舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点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四、解答题(共1小题;共13分)4. 如图甲所示,小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动。
某同学用打点计时器记录小车的运动情况,所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02s。
(1)计算计时器打出点2、3时小车的速度大小,填入表中。
计数点序号12345速度v n/(m/s)v1=0.75v2= v3= v4=0.45v5=0.35(2)在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v−t图象。
(3)求出小车在玻璃板上的运动速度大小。
五、实验题(共5小题;共40分)5. 某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
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图象时,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图象时,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在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于计数点间时间间隔的下列说法正确的是()A.每隔4个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 sB.每隔4个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 sC.每隔5个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 sD.每隔5个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 ss=0.02 s,所以每隔4个点解析:本实验用的电源为50 Hz的交变电流,则相邻两点间的时间间隔为150取一个计数点时有5个时间间隔,计数点间的时间间隔为0.10 s,选项A正确,选项B错误。
每隔5个点取一个计数点则有6个时间间隔,总间隔为0.02×6 s=0.12 s,选项C、D错误。
答案:A3用打点计时器研究加速度不变的直线运动的实验中,造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是()A.长度测量不准确B.打点时间间隔不均匀C.运动中受摩擦力作用D.木板未调成水平答案:A4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。
①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧停表⑨一端有滑轮的长木板(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)②③⑧(2)低压交流电源、刻度尺5一打点计时器固定在倾角为θ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=6.00 cm,x2=16.00 cm-6.00 cm=10.00 cm,x3=30.00 cm-16.00cm=14.00 cm,x4=48.00 cm-30.00 cm=18.00 cm,x5=70.00 cm-48.00 cm=22.00 cm,x6=96.00 cm-70.00 cm=26.00 cm。
因为x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5=4.00 cm,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Δx=aT2,得小车运动的加速度a=ΔxT2=4.00×10-20.12m/s2=4.00 m/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)×0.012×0.1m/s=1.6 m/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,如图所示的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v B=1.38 m/s,v C= m/s,v D=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=7.5 cm,x2=20.1 cm,x3=32.7 cm,x4=45.3 cm,相邻计数点间的位移差分别为x2-x1=12.6 cm,x3-x2=12.6 cm,x4-x3=12.6 cm,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=5×0.02 s=0.1 s。
打C时的瞬时速度等于BD过程的平均速度v C=x BD2T =(60.3-7.5)×10-22×0.1m/s=2.64 m/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=ΔvΔt =3.90-1.380.3-0.1m/s2=12.6 m/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)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法正确的是()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:打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,选项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,选项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,选项C正确;钩码个数少,打点密集,钩码个数多,打点太少,都会带来实验误差,选项D错误。
答案:BC2(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1∶10,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8 cm距离内的平均速度v=xt =8×104×0.1cm/s=200 cm/s=2 m/s,选项A正确,选项B错误。
可以认为小球通过6 cm处的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度v=x't'=4×102×0.1cm/s=200cm/s=2 m/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=5×10-2 s、t2=3×10-2 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=8.42 cm-4.00 cm=4.42 cm。
(2)通过光电门的速度v1=dt1=0.88 m/s,v2=dt2=1.47 m/s。
(3)滑块的加速度a=v2-v1t =1.47-0.880.15m/s2=3.93 m/s2。
答案: (1)4.42(2)0.881.47(3)3.93 m/s2甲★4一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。
(1)由图乙可知,相邻两计数点之间的时间间隔Δt= 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50 Hz,因此打点计时器的打点周期为0.02 s,所以Δt=3×0.02 s=0.06 s。
(2)求出连续相等时间内的位移差:x2-x1=0.59 cm,x3-x2=0.76 cm,x4-x3=0.78 cm,x5-x4=0.76 cm,x6-x5=0.78 cm,x7-x6=0.78 cm。
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=2.14 m/s2。
答案:(1)0.06(2)x1(3)2.14★5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。
(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—时间图象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v B=x1+x22T =(1.40+2.90)×10-22×0.1m/s=0.215 m/s打E点时的瞬时速度等于DF过程的平均速度v E=x4+x52T =(5.88+7.39)×10-22×0.1m/s=0.664 m/s。
(2)以打A点时开始计时,v-t图象如图所示。
(3)根据图象求出图线的斜率就是小车运动的加速度a=ΔvΔt =0.664-0.2150.4-0.1m/s2=1.50 m/s2。
答案:(1)0.2150.664(2)见解析(3)1.50(1.49~1.51)。