21实验探究小车速度随时间变化的规律.doc

第二章 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演练提升夯基达标1.如图为质点运动的v-t图象,由图可知该质点运动的初速度为_,2 s末的速度为_。 解析:由v-t图象知,t=0时 m/s;设2 s末速度为则有即解得4.8 m/s。 答案:8 m/s 4.8 m/s 2.下列所给器材中,本实验所需的器材有_,为达到实验目的,还缺少_。 打点计时器 天平 低压直流电源 细绳 纸带 小车 钩码 秒表 一端有滑轮的长木板 解析:打点计时器是一种计时仪器,所用电源为46 V交流电源,因此不选;但缺少低压交流电源,该实验中不用测质量,因此不选。 答案: 交流电源 3.某同学在用打点计时器研究速度与时间的关系的实验时,其开始时的装配图如图所示,其中有错误与不妥之处,请把它找出来。 解答:打点计时器必须接交流电,而图上所接为直流电源,显然是个错误;开始时,小车离定滑轮端太近,向前运动的余地太小,致使纸带上留下的计时点较少,给测量带来不便,产生较大误差;滑轮位置太低,致使钩码与小车之间的连线与木板相接触,且线的拉力方向与板面不平行,阻力大,误差也大。这三点是实际操作中易忽视的,应予以注意。 4.在”探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为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,相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。试作出小车的vt图象,并分析运动特点。 解答:因为两相邻的计数点间的时间间隔很短, 故平均速度与瞬时速度近似相等。 .447 m/s.534 m/s.621 m/s.708 m/s。 作出v-t图象如图所示。 小车速度随时间均匀增加。 5.关于”探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中,下列说法错误的是( ) A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低 B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器 C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放纸带 D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 答案:A能力提升6.一个物体做的运动具有这样的特点,同学们仔细分析所给数据,回答以下问题。 (1)从出示的数据同学们可看出什么规律? (2)根据数据作出vt图象。 解析:在误差允许的范围内,每隔5 s,速度增加约10 km/h,也就是每隔相同的时间间隔,速度的改变量相等。用描点法作出vt图象如图: 答案:(1)v-t图象是一条倾斜的直线,无论从图表中,还是从图象中都可以看出,速度随时间均匀地增加。 (2)见解析图 7.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的频率为50 Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如图所示,在纸带上选取0、1、2、3、4、5六个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出。纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,零点跟计数点”0”对齐。由图可以读出1、3、5三个计数点跟”0”点的距离、请将测量值填入下表中。 则小车通过计数点2的瞬时速度为 m/s;通过计数点4的瞬时速度为 m/s;小车的加速度是 m/解析:测距离时用的是毫米刻度尺,故读数时应估读到0.1毫米,计数点1、3、5到”0”点的距离分别为1.20 cm5.40 cm12.00 cm。 计数点2、4的瞬时速度分别为 m/s=0.21 m/s m/s=0.33 m/s 加速度 m/.60 m/。 答案:1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.60 8.一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0.5 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.06 m/s m/s0.18 m/s_m/s。在坐标图中作出小球的速度时间图象(保留描点痕迹)。 解析:如题图所示0.12 m,则 m/s=0.12 m/s 0.24 m,则 m/s=0.24 m/s 其vt图象如图所示。 答案:0.12 0.24 vt图象如解析图所示 9.在用打点计时器”研究物体的速度随时间的变化规律”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。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来,形成下图,则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律,以下说法正确的是( ) A.甲表示物体处于静止 B.乙表示物体做匀速直线运动 C.乙表示物体的速度随时间均匀增加 D.丙表示物体的速度先随时间均匀增加,后保持不变 解析:短纸带的高度即表示相应时间内物体的位移x;因点迹间隔相同,故发生各位移x的时间间隔t相等,而纸带宽度是相同的,正好可以用水平方向的宽度来表示时间。t相同时x,即纸带的高度恰可反映小车的速度大小。综上可知,平滑的线段可表示物体运动的v-t图象,故选项C、D正确。 答案:CD拓展探究10.如图所示,在做”探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F 6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出),打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。 (1)按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离、它们依次为_cm、_cm、_cm、_cm、_cm。 (2)由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的瞬时速度、依次是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s。 (3)根据以上结果,计算该小车的加速度a。 (4)根据(2)中得到的数据,试在如图所给的坐标系中,用作v-t图象的方法,从图象中求物体的加速度a。(要求标明坐标及其单位,单位大小要取得合适,使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸) (5)根据图象求纸带上的A、F点所对应的物体的瞬时速度_m/s_m/s。 解析:(1)毫米刻度尺读数时应估读,确定时可先读出AC的长度然后用计算。、可依次类推确定。 (2)由其中T=0.2 s)可确定B点的瞬时速度,同理可依次确定、的大小。 (3)从B、C、D、E中任取两点,由可近似确定小车的加速度。 (4)规定打点A的时刻为计时起点,则0.1 s.2 s.3 s.4 s.5 s,从vt图上任取两点,由直线的斜率可确定加速度,即k