适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第1单元运动的描述匀变速直线运动实验练1探究小车速度随时间变化的规律新人教版

试验练1探究小车速度随时间变更的规律1.(2024浙江宁波十校模拟)在探究小车速度随时间变更的规律的试验中,试验装置如图甲所示,试验所得的处理好的纸带如图乙所示,从0点起先,每隔4个点取一个计数点,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,电源频率为50Hz,测得s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.87cm。甲乙(1)每两个相邻计数点间的时间间隔为s。

(2)下列试验步骤正确的依次是。

A.将带有滑轮的长木板放置在水平试验台面上,将打点计时器固定在长木板的一端,将纸带穿过限位孔B.接通打点计时器电源C.打点完毕,关闭电源D.释放小车E.将小车停靠在靠近打点计时器的长木板一端,小车尾部与纸带相连(3)在计时器打出点2、5时,小车的速度分别为:v2=m/s,v5=m/s。小车的加速度约为m/s2(结果保留三位有效数字)。

2.(2024浙江杭州期末)图甲、乙是中学物理试验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:(1)图乙是(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源接受的是(选填“沟通8V”“沟通220V”或“四节蓄电池”)。

甲乙(2)某同学在探究小车速度随时间变更的规律的试验中,关于轨道末端滑轮高度的调整正确的是。

(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动状况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,电源频率为50Hz。①试依据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)丙速度vBvCvDvEvF数值/(m·s-1)0.4000.4790.5600.640

②取A点为计时起点,将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变更的关系图线;丁③由速度—时间图像可得小车的加速度为。(结果保留两位小数)

3.(2024全国甲卷)某同学利用如图甲所示的试验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连,钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次试验得到的纸带和相关数据如图乙所示。甲乙(1)已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s,以打出A点时小车位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生位移所用时间和平均速度分别为Δt和v,表中ΔxAD=cm,vAD=cm/s。位移区间ABACADAEAFΔx/cm6.6014.60ΔxAD34.9047.30v/(cm·s-1)66.073.0v87.394.6(2)依据表中数据得到小车平均速度v随时间Δt的变更关系,如图丙所示。在图丙中补全试验点。丙(3)从试验结果可知,小车运动的v-Δt图线可视为一条直线,此直线用方程v=kΔt+b表示,其中k=cm/s2,b=cm/s。(结果均保留3位有效数字)

(4)依据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车瞬时速度大小vA=,小车的加速度大小a=。(结果用字母k、b表示)

4.(2024浙江杭州一模)某学习小组在做探究小车速度随时间变更的规律的试验后,利用数码相机的连拍功能探讨小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示,将小车从斜轨上由静止释放,将数码相机放在较远处对小车进行连拍,设置每0.12s拍一张照片,得到如图乙所示的照片。现测得连拍照片中,位置A~K到位置A的距离分别如下表所示。甲乙小车在照片中的位置ABCDEFGHIJK照片中各位置到A位置距离x/cm00.731.742.854.175.677.379.2411.2613.4815.77(1)现测得铝制轨道在照片中的长度为L1=23.02cm,实际长度测量如图丙所示(轨道的起始端与零刻线对齐,另一端点在图中的箭头所示处),其长度为L2=cm。

丙(2)依据以上信息,可求得小车运动到位置E处时的速度大小vE=m/s(保留两位有效数字)。

(3)现用相同的方法求得其他各个位置的速度大小,并以位置A处为计时起点,在坐标纸上描绘了部分数据点,如图丁所示。请在图中描出位置E的速度信息并画出小车速度随时间变更的图像,知小车的加速度大小a=m/s2(保留两位有效数字)。

丁(4)完成上述试验之后,该学习小组利用光电门与数字计时器测量了小车滑过轨道中点的瞬时速度。选用了甲、乙、丙三种宽度分别为5.00cm、3.00cm、1.00cm的遮光板,则利用(选填“甲”“乙”或“丙”)遮光板测得的结果最接近小车的瞬时速度。

参考答案试验练1探究小车速度随时间变更的规律1.答案(1)0.1(2)AEBDC(3)0.2140.3630.500解析(1)由于每隔4个点取一个计数点,则每两个相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s。(2)试验应先固定打点计时器,再固定纸带,后接通电源释放小车、关闭电源,故正确的试验步骤为AEBDC。(3)匀变速直线运动某段中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度,则打出点2时,小车的速度大小为v2=s2+s32T=1.90+2.382×0.1×10-2m/s=0.2142.答案(1)电火花计时器沟通220V(2)B(3)①0.721②图像见解析③0.80解析(1)图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器。电火花计时器接受的是沟通220V电源。(2)在探究小车速度随时间变更的规律的试验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调整至使细线与轨道平行。故选B。(3)①相邻计数点间的时间间隔为T=5f=0.1s,小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即vF=xEG2T=6.②描点画出v-t图像如图所示。③v-t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为a=ΔvΔt=0.3.答案(1)24.0080.0(2)如解析图所示(3)71.558.7(4)b2k解析(1)ΔxAD=ΔxAB+ΔxBC+ΔxCD=24.00cmvAD=Δ(2)如图所示。(3)连接上图中各点,由图像得截距为58.7,则b=58.7cm/s,k=101.6-58.7(4)由x=v0t+12at2得v=xt=v0+4.答案(1)90.00(2)0.46(3)图像见解析0.48(4)丙解析