2022-2023版高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律习题 新人教版必修1

2022-2023版高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律习题 新人教版必修11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 s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s=0.02 s,所以每隔4个点取一个计数点时有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0.026 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。打点计时器天平低压直流电源细绳纸带小车钩码停表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)(2)低压交流电源、刻度尺5一打点计时器固定在倾角为的斜面上,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-16.00 cm=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x=aT2,得小车运动的加速度am/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vm/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vB=1.38 m/s,vC= m/s,vD=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=50.02 s=0.1 s。打C时的瞬时速度等于BD过程的平均速度vCm/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am/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110,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cm/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cm/s=200 cm/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=510-2 s、t2=310-2 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v1m/s,v2m/s。(3)滑块的加速度am/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t= 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t=30.02 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aa=2.14 m/s2。答案:(1)0.06(2)x1(3)2.145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。速度/(ms-1)vBvCvDvE数值0.3640.513(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vBm/s=0.215 m/s打E点时的瞬时速度等于DF过程的平均速度vEm/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am/s2=1.50 m/s2。答案:(1)0.2150.664(2)见解析(3)1.50(1.491.51)