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2019-2020年高中物理 2.1實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律練習(xí) 新人教版必修1 一、選擇題(1、2題為單選題，3題為多選題) 1．在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下 計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 119.0 138.0 為了計(jì)算加速度，合理的方法是(　　) A．根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式a＝Δv/Δt算出加速度 B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度 C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式a＝Δv/Δt算出加速度 D．依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度 答案：C 解析：方法A偶然誤差較大。方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也比較大。只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖象，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖象，方法B是錯(cuò)誤的。正確的方法是根據(jù)圖象找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式a＝Δv/Δt算出加速度，即方法C。 2．在實(shí)驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如圖所示。在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)。下列思考有道理的是(　　) ①這10個(gè)點(diǎn)無論如何也不在一條直線上，因此小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條平滑的曲線 ②這10個(gè)點(diǎn)中有8個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直線附近，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn) ③在8個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫在一條直線上(A、D、G、I)，有六個(gè)點(diǎn)不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 ④與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的 A．①③　　　 B．②④　　　 C．①②　　　 D．③④ 答案：B 解析：考慮有誤差，才不可能在一直線上，若理想化，這些點(diǎn)將都在一直線上，①③錯(cuò)誤，②④正確。 3．在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來說，下列方法中有益的是(　　) A．選取記數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位 B．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些 C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算 D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn) 答案：ACD 解析：用計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法，利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算可減小測量誤差；選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn)可以減小因速度變化不均勻帶來的誤差。 二、非選擇題 4．在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號(hào)填在橫線上____________________________ A．把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面 B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒有滑輪的一端，并連好電路 C．換上新的紙帶，再重做兩次 D．把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面 E．使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng) F．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶 答案：DBFAEGC 解析：正確的實(shí)驗(yàn)步驟是：把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一端，并連好電路，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊合適的鉤碼，把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序?yàn)椋篋BFAEGC。 5．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，給出了從0點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm。那么： (1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車的速度分別為：v1＝________________cm/s，v2＝________________cm/s，v3＝________________cm/s，v4＝________________cm/s，v5＝________________cm/s。 (2)在平面直角坐標(biāo)系中作出v－t圖象。 (3)分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 答案：(1)16.50　21.40　26.30　31.35　36.30 (2)如圖所示　(3)速度隨時(shí)間均勻增加 解析：(1)顯然，兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 T＝0.02s5＝0.1s。 對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的速度分別為： v1＝＝cm/s＝16.50cm/s v2＝＝cm/s＝21.40cm/s v3＝＝cm/s＝26.30cm/s v4＝＝cm/s＝31.35cm/s v5＝＝cm/s＝36.30cm/s (2)利用描點(diǎn)法做出v－t圖象，如圖所示。 (3)小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是一條傾斜的直線，說明速度隨時(shí)間均勻增加，它們成“線性關(guān)系”。 能力提升 一、非選擇題 1．一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號(hào)。如圖甲所示，1位置恰為小球剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間，作為零時(shí)刻。攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同，小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1＝0，v2＝0.06m/s，v3＝________________m/s；v4＝0.18m/s，v5＝______________m/s。在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度—時(shí)間圖象(保留描點(diǎn)痕跡)。 答案：0.12　0.24　圖見解析 解析：如題圖所示，x1＋x2＝0.06m，而 v2＝m/s＝0.06m/s，故T＝0.5s， 則v3＝＝m/s＝0.12m/s 又x4＋x5＝0.24m，則v5＝＝m/s＝0.24m/s。其v－t圖象如圖所示。 2．在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。 (1)根據(jù)學(xué)過的知識(shí)可以求出小車在B點(diǎn)的速度為vB＝________________m/s。CE間的平均速度為________________m/s； (2)以打A點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，建立v－t坐標(biāo)系如下圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中作出小車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線； (3)根據(jù)圖線可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為________________m/s2。 答案：(1)0.25　0.45　(2)圖見解析　(3)1 解析：(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s 所以vB＝＝m/s＝0.25m/s CE＝＝m/s＝0.45m/s (2)v－t圖象如圖所示 (3)在v－t圖象中，圖線的斜率表示加速度，即a＝m/s2＝1m/s2 3．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中： 某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來。 (1)每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為________________s。 (2)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，則vB＝________________m/s，vC＝________________m/s，vD＝________________m/s。(保留3位有效數(shù)字) (3)在下圖所示的坐標(biāo)系中作出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________________m/s2。 (4)將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度是________________，此速度的物理意義是________________。 答案：(1)0.1　(2)0.138　0.264　0.390　(3)1.24～1.28　(4)0.012～0.020　計(jì)時(shí)初時(shí)的速度 4．如圖甲所示，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。小車開始在水平玻璃板上運(yùn)動(dòng)，后來在薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)。所打出的紙帶及相鄰兩點(diǎn)間的距離(單位：cm)如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02s。試用作圖法(v－t圖象)求出小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度。 答案：0.85m/s 解析：設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，則有 v1＝cm/s＝75cm/s＝0.75m/s， v2＝cm/s＝65cm/s＝0.65m/s， v3＝cm/s＝55cm/s＝0.55m/s， v4＝cm/s＝45cm/s＝0.45m/s， v5＝cm/s＝35cm/s＝0.35m/s， 以速度為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。用描點(diǎn)法作出小車在薄布上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v－t圖象。將圖象延長，使其與縱軸相交，如圖所示。由圖象可知，小車做減速運(yùn)動(dòng)的初速度為0.85m/s，即為小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度。