2024高中物理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课后作业含解析新人教版必修1

PAGEPAGE6试验：探究小车速度随时间改变的规律eq\o(\s\up7(限时：45分钟),\s\do5())一、单项选择题1．运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清楚的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则(C)A．小车运动的平均速度为0.03m/sB．小车运动的平均速度为1.5m/sC．小车运动的平均速度为1.8m/sD．小车运动的平均速度为180m/s解析：从第1个点到第6个点间的时间为5×0.02s＝0.1s，则平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(18×10－2m,0.1s)＝1.8m/s，C正确．2．某同学运用电磁打点计时器，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(D)A．电源频率太高 B．错用了直流电源C．电源电压太低 D．拉纸带时没有保持匀速解析：打点计时器能打点说明它能正常工作，故其属正常运用．间距不相等，说明拉动时不是匀速的．3．在“探究小车速度随时间改变的规律”试验中，下列说法不正确的是(C)A．纸带上可以每隔随意相同数量的点选取一个计数点B．运用刻度尺测量长度时，要进行估读C．作v－t图象时，所描曲线必需经过每一个点D．在数据处理时，常用公式法和图象法解析：可以每隔随意相同数量的点选取一个计数点，但相隔四个点时计数点间的时间间隔为0.1s，计算时更便利，A项对；运用刻度尺测长度时，要进行估读，B项对；作v－t图象时，应使尽量多的点在同一条直线上，离线较远的点大胆舍弃，C项错；数据处理可选择公式法和图象法中的某一方法，D项对．4．如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大(A)解析：4条纸带的时间间隔相等，其中C、D两条纸带上的点间隔匀称，表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为0.A、B两条纸带上的点间隔在不断增大，且A条纸带上的点相邻两间距之差较大，故纸带A的加速度最大．5．在探究“小车随时间改变的规律”的试验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示：计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度v(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是(C)A．依据随意两计数点的速度，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度B．依据试验数据画出v－t图象，量出其倾角α，由公式a＝tanα求出加速度C．依据试验数据画出v－t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)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解析：方法A、D偶然误差较大，只有利用试验数据画出对应的v－t图象，才可充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，依据同一组数据可以画出倾角不同的很多图象，方法B是错误的，正确的方法是依据图象找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度，即方法C正确．二、多项选择题6．用打点计时器时应留意(BCD)A．无论运用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应当把纸带穿过限位孔，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．运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解析：在运用电磁打点计时器时，是把轴上的复写纸片压在纸带的上面，而电火花计时器，是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，这样可以保证让尽可能多的点打在纸带上，能较好地限制试验进行，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；为了防止试验过程中计时器的移动，试验前都要先把计时器固定在桌子上，选项D正确．7．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是(BC)A．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动B．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动C．纸带上点间间隔相等，表示纸带是匀速运动的D．纸带上点间间隔相等，表示纸带是变速运动的解析：纸带上点间间隔相等，由v＝eq\f(Δx,Δt)知纸带运动是匀速的，若沿点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，即Δx变小而时间Δt不变，说明纸带在做减速运动．8．采纳下列哪些措施，有利于减小纸带受到的摩擦而产生的误差(CD)A．改用直流6V电源B．电源电压越低越好C．运用平整不卷曲的纸带D．使物体的运动方向与纸带在一条直线上解析：纸带受到的摩擦主要指纸带与振针、限位孔之间的摩擦，打点计时器必需运用沟通电，故A项错．电源电压低可减小摩擦，若过低打出的点会很不清楚，故B项亦错．运用平整不卷曲的纸带且使纸带与物体的运动方向一样，可减小纸带与限位孔等之间的摩擦，故C、D两项都对．三、非选择题9．如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后(电源频率为50Hz)得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时0.1s，位移为0.076_0m，这段时间内的平均速度为0.760m/s，BC段的平均速度为0.950m/s，F解析：从A点通过计时器到D点通过计时器历时0.1s，位移为0.0760m，这段时间内的平均速度为eq\x\to(v)AD＝eq\f(0.0760,0.1)m/s＝0.760m/s，BC段的平均速度为eq\x\to(v)BC＝eq\f(0.0220＋0.0160,2×0.02)m/s＝0.950m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是BC段的平均速度，即大小是0.950m/s.10．在“探究小车速度随时间改变的规律”的试验中，沟通电源频率为50Hz.下图是某次试验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点起先计数，每隔4个连续点取1个计数点，标以1、2、3、……那么相邻两个计数点之间的时间为0.1s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.0cm、x2＝7.5cm、x3＝13.5cm，则物体通过计数点1的速度v1＝0.375m/s，通过计数点2的速度v2＝0.525m/s，小车运动的加速度a＝1.5m解析：T＝5×0.02s＝0.1sv1＝eq\f(x2,2T)＝eq\f(0.075,0.2)m/s＝0.375m/sv2＝eq\f(x3－x1,2T)＝eq\f(0.135－0.03,0.2)m/s＝0.525m/sa＝eq\f(v2－v1,T)＝eq\f(0.525－0.375,0.1)m/s2＝1.5m/s2.11．在用电火花计时器“探究小车速度随时间改变的规律”的试验中，小车在恒定外力作用下运动，如图甲所示是一次记录小车运动状况的纸带，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．所用电源的频率为50Hz.(1)由纸带依据运动学有关公式可求得vB＝1.38m/s，vC＝2.64m/s，vD＝3.90m(2)利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝12.6m/s2(3)若试验中以打A点时起先计时，利用所得的数据在图乙中作出小车的v－t图线，将图线延长线与纵轴相交，此交点纵轴坐标的物理意义是起先计时时，小车的速度(或vA)．答案：解析：(1)电源频率为50Hz，则周期为0.02s，相邻计数点间还有四个点未画出，则可知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s，C点的瞬时速度为vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(0.603－0.075,2×0.1)m/s＝2.64m/s.(2)纸带加速度为a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(vD－vB,2T)＝eq\f(3.90－1.38,2×0.1)m/s2＝12.6m/s2.(3)用描点法作出小车的v－t图线，将图线延长与纵轴相交，此交点纵轴坐标的物理意义是打点计时器起先计时时的速度，即打下A点时纸带对应的速度．12．在做“匀加速直线运动的试验探究”的试验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v－t关系的图线，从而求出加速度的大小．(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图线(作答在图上)，其y(填“x”或“y”)轴相当于v轴．答案：图见解析(2)从第一个计数点起先计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，须要测出b段纸带的长度．(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为2m/s2解析：(1)分别取a、b、c、d、e五段的上方中点，并连线，得到的即为v－t图像，如图所示，y轴相当于v轴．(2)t＝0.15s是BC时间段的中间时刻，要求t＝0.15s时的瞬时速度，只须要测b纸带的长度sb，然后用eq\x\to(v)＝eq\f(sb,t)即可求得t＝0.15s时的速度．(3)a、e段各自中间时刻的速度分别为va＝eq\f(sa,t)，ve＝eq\f(se,t)，依据a＝eq\f(Δv,Δt)得a＝2m/s2.13．如图甲是某同学做“探究小车速度随时间改变的规律”试验时获得的一条纸带．(1)打点计时器电源频率为50Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，F点由于不清楚而未画出.试依据图中供应的数据，推算出对应F点的速