1、1 第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 1.实验:探究小车速度随时间变化的规律 课后训练巩固提升 双基巩固学考突破 1.(多选)用打点计时器时应注意() 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 答案:BCD 解析:在使用电磁打点计时器时,应把轴上的复写纸片压在纸带的上面;而使用电火花计 时器时,应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
2、,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打点计时器的移动,实验前都要先把打点计时器固定在桌子上, 选项 D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() A.电源频率太高 B.错用了直流电源 C.电源电压太低 2 D.拉纸带时没有保持匀速 答案:D 解析:打点计时器能打点说明它能正常工作。间距不相等,说明拉动纸带时不是匀速的。 3.在探究小车速度随时间变化的规律实验中,下列说法正确的是() A.小车在钩码的
3、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 0.1 s 答案:C 解析:小车在钩码的牵引下运动时,需要多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,这样有利 于减小误差,故 A错误;纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去, 找一个适当的点当作计时起点,故 B 错误,C正确;选取计数点,可增加测量距离,减小测量 过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取 0.1 s,故 D错误。 4.下图为用打点计时器获得
4、的一条纸带,a、b、c、d为计数点,相邻计数点时间间隔为 0.1 s,其中 b 点反映的瞬时速度为() A.0.520 m/sB.6.47 m/s C.3.92 m/sD.5.20 m/s 答案:A 解析:相邻计数点时间间隔为 0.1 s。打纸带上 b点时小车的瞬时速度大小 vb=? 2? ? 0.064 7+0.039 2 0.2 m/s=0.520 m/s,故选 A。 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: 3 计数点序号123456 计数点对应的时刻/s0.100.200.300.400.500.60 通过计数点的速 v/(cms-1)44.
5、062.081.0100.0110.0168.0 为了计算加速度,合理的方法是() A.根据任意两计数点的速度,用公式 a=? ?算出加速度 B.根据实验数据画出 v-t 图像,量出其倾角,由公式 a=tan 求出加速度 C.根据实验数据画出 v-t 图像,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式 a=? ?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 答案:C 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图像,才可充分利用各 次测量数据,减小偶然误差。由于在物理图像中,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
6、角不同的许多图像,方法 B 是错误的,正确的方法是根据图 像找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式 a=? ?算出加速度,即方法 C 正确。 6.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中: (1)下列哪些器材是多余的:, 电磁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)为达到实验目的还需要的器材是。 解析:实验中给电磁打点计时器供电的是低压交变电源,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得出,而不使用停表测量,另外此实验不需要测质量。在此 实验中还需用刻度尺测量计数点或计时点间的距离。 4 答案:(1)(2)低压交变电源、刻度尺 选考奠基素养提升
7、 1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中: (1)(多选)除打点计时器、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外, 在下面的器材中,必须使用的有(填选项代号)。 A.交变电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.停表 E.天平 (2)(多选)实验过程中,下列做法正确的是(填选项代号)。 A.先接通电源,再使小车运动 B.先使小车运动,再接通电源 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)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变电源的频率为 50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择 6个计数点 A、B、
8、C、D、E、F,相 邻两计数点之间还有 4个点未画出,各点到 A点的距离依次是 2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、 14.0 cm、20.0 cm。根据学过的知识可以求出小车在 B点的速度为 vB=m/s,C、E 间的平均速度为m/s(计算结果保留 2 位有效数字)。 答案:(1)AC(2)AD(3)0.250.45 5 解析:(1)实验使用的电源必须是交变电源,A选项正确,B 选项错误;刻度尺要用来测量纸 带上点迹之间的距离,所以必须要有刻度尺,C 选项正确;打点计时器是计时的仪器,不需 要停表,D选项错误;在利用纸带求解速度与加速度的过程中,物体的质量不需要知道,不 用天平测物体的
9、质量,E选项错误。 (2)使用打点计时器时,应先给打点计时器通电打点,然后使小车开始运动,否则会产生较 大的误差,B 选项错误,A选项正确;在实验时要将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处, 这样可以在纸带上打出较多的点,C 选项错误,D选项正确。 (3)交变电源的频率为 50 Hz,相邻两计数点之间还有 4个点未画出,则 2个计数点之间的 时间间隔 T=0.1 s,根据直线运动中一段时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度 得,vB=?t 2? ? 0.05 0.2 m/s=0.25 m/s;C、E间的平均速度为?t? ?t 2? ? 0.14-0.05 0.2 m/s=0.45 m/s。 2.一
10、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。如图甲所示,1位置恰为小球刚开始运动 的瞬间,作为 0时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为 0.5 s,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。在图乙中作出小球的速度时间图像(保留描点痕迹)。 甲 乙 答案:0.120.24v-t 图像见解析图 解析:由题图甲可知,x2+x3=0.12 m,则 6 v3=?2+?3 2? ? 0.12 20.5 m/s=0.12 m
11、/s 又 x4+x5=0.24 m 则 v5=?4+?5 2? ? 0.24 20.5 m/s=0.24 m/s。 其 v-t 图像如图所示。 3.实验小组在用打点计时器探究物体速度随时间变化的规律,得到一条纸带如图甲所 示,A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间时间间隔为 0.10 s,利用刻度尺已经 测量得到 x1=1.20 cm,x2=1.60 cm,x3=1.98 cm,x4=2.38 cm,x5=2.79 cm,x6=3.18 cm。 甲 (1)根据给出的实验数据,判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么? (2)计算运动物体在 B、C、D、E、F 各点的瞬时速度; (3
12、)在图乙中作出 v-t 图像,并由图像求物体的加速度。 7 乙 答案:见解析 解析:通过对实验数据的分析和处理,培养学生的科学态度及责任。 (1)因为给出的测量长度的数据都以厘米为单位,小数点后保留两位数字,即精确到了毫 米,最后的一位是估读出来的,所以刻度尺的最小刻度是毫米。 (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可以求 得:vB=14.00 cm/s,vC=17.90 cm/s,vD=21.80 cm/s,vE=25.85 cm/s,vF=29.85 cm/s。 (3)根据上一问计算出来的速度,在坐标系中可确定 5个不同时刻的对应速度,描出 5 个点, 用平滑曲线连接各点,作出图像如图所示。v-t 图像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=39.7 cm/s2。
