【提高练习】《实验：探究小车速度随时间变化的规律》（物理人教必修1）.docx

实验：探究小车速度随时间变化的规律提升练习1做直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某一个点开始，每5个点剪下一段纸带，如图所示，毎一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中，根据图像可求其加速度为（ ）A. 0.008m/s B. 0.08m/s C. 0.8m/s D. 条件不足，无法计算2某小组设计了使用位移传感器的实验装置测加速度；让木块从倾角为的木板上静止释放，位移传感器连接计算机描绘出了木块相对传感器的位移随时间变化规律，如图线所示； 图中木块的位移从x1 到x2 和从x2 到x3 的运动时间均为 T, 重力加速度g=10m/s2 （1）根据上述图线计算木块加速度a=_；（用题中所给字母表示） （2）若只减小木板倾斜的角度，则木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的哪条_（选填图线序号、或）3（1）用电火花打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知电火花打点的电源是_伏的_（填“直流”或“交流”）。计时器打点的频率是_赫兹，所以时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为_ s。（2）如果当时电网中交变电流的频率变大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值比实际值_ (填“偏大”或“偏小”). （3）小车与纸带的_（填“左”或“右”）端相连，小车在做_（填“加”或“减”）速运动。（4）用刻度尺量得OA=2.40cm，OB=4.40cm，OC=6.00cm，OD=7.20cm，打B点时纸带的速度大小为_ m/s。4在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，已知交变电流的频率f=50Hz。从0点开始，每5个点取一个计数点，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：x1=1.85cm，x2=3.04cm，x3=4.25cm，x4=5.48cm，x5=6.68cm，x6=7.90cm。 （1）计数周期t= _s, 小车的速度v4 =_m/s（结果保留3位有效数字）（2）加速度a=_ m/s2（结果保留3位有效数字）5某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带的一部分如图1所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=010s。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如图2所示(以下结果均保留两位有效数字)（1）打下计数点“2”时小车的速度大小为_m/s（2）小车的加速度大小为_ m/s2（3）在某次实验中，若该同学所用交流电的频率小于50Hz，则加速度的测量值_(填“”“=”或“”)真实值6小丽用同一个打点计时器先后三次测量小车拉动纸带的运动速度，得到了、三条纸带，如图所示若每次车子都是自右向左运动，三段纸带的长度都相同，且所用的电源频率不变则下列叙述中最合理的是哪项？ A. 纸带打点均匀，表示车子的运动是匀速的，加速度是零B. 纸带、纸带显示两次车子的平均速度相同C. 三条纸带都表明小车是做匀速运动7某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图记录了桌面上连续6个水滴的位置。已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴由图可知，小车在桌面上是_填“从右向左”或“从左向右”运动的。该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中A点位置时的速度大小为_ ，加速度大小为_ 结果均保留2位有效数字8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 这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图象不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线这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在8个点当中只有4个点能画在一条直线上、D、G、，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与直线偏差较小的点、E、H、可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点、则可能是实验中出现错误造成的A. B. C. D. 9图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=_cm；（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得t=50s，则遮光条经过光电门1时的速度v=_m/s；（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=_。10小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图所示，由此判断纸带的运动情况是（_）A先匀速后减速 B先加速后匀速 C先减速后加速 D先加速后减速详细解析1C【解析】由图中所标纸带每段位移的大小，可知在相邻相等时间内的位移差相等，为，根据得：小车加速度为，故选项C正确，ABD错误。点睛：解决本题的关键掌握匀加速直线运动的推论：在相邻的相等时间内的位移之差是一恒量， ，由此求解加速度。2 x3-2x2+x1T2 【解析】(1)木块在斜面上做匀加速直线运动，相邻相等时间内位移之差x=aT2，故x3-x2-x2-x1=aT2，解得a=x3-2x2+x1T2(2)若只减小木板倾斜的角度，加速度减小，根据x=12at2可知，则木块相对传感器的位移随时间变化规律可能是图中的。3 220 交流 50 0.1 偏小 左 减速 0.18【解析】（1）按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为；（2）如果在某次实验中，交流电的频率变大，那么实际打点周期变小，根据运动学公式得： ，真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小；（3）他按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，可知，小车与纸带的左端相连，再结合计数点间距，可知，小车在减速运动；（4）利用匀变速直线运动的推论得： 4 0.1; 0.608; 1.21;【解析】（1）计数周期=；计数点4的瞬时速度为： （2）根据x=aT2，运用逐差法得： 5 0.47 0.70 【解析】（1）依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，那么计数点“2”时小车的速度大小为： （2）由逐差法可得： （3）频率小，则打点周期变长，即实际两点间时间大于0.10s，故测量值会偏大.点睛：纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，这种等效替代的方法减小了解题难度，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用6A【解析】A、纸带中相邻的计时点的距离相等所以表示车子的运动是匀速的，加速度是零，故A正确B、纸带和纸带长度都相同甲纸带花费的时间最少，所以纸带的平均速度大，故B错误；C、纸带相邻的计时点的距离增大，所以表示的小车的运动速度增大，不是匀速运动，故C错误；故选：A 7 从右向左； 0.19 0.038【解析】（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为： 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有： 根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小，得： 负号表示方向相反。点睛：处理纸带问题，一般是根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小8B【解析】由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，故错误，正确，错误；直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点、E、H、可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点、则可能是实验中出现错误造成的故正确；由上分析，可知，故B正确，ACD错误；故选B9 0.75 0.15 【解析】（1）主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：50.1mm=0.5m