探究小车速度随时间变化的规律实验专题练
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是
A. 钩码的质量越大越好
B. 在释放小车前,小车应靠近有定滑轮的一端
C. 开始前要先开电源后放纸带,打完点要先断开电源后取纸带
D. 坐标轴单位长度越小越好
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,对于减小实验误差来说,下列方法错误的是
A. 选取计数点,把每打五个点的时间间隔当作时间单位
B. 使小车运动的加速度尽量小些
C. 舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D. 选用各处平整程度、光滑程度相同的长木块做实验
如图所示,关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作,下列说法中不正确的是 .
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,小车应停在靠近打点计时器处
C. 应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车
D. 要在小车到达定滑轮前使小车停止
在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,已算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,合理的方法是
A. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出图像,量出其倾角,由公式求出加速度
C. 根据实验数据画出图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
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
如图所示是同一打点计时器打出的条纸带,在图示记录的时间内
A. 纸带均做匀速运动 B. 丙纸带的平均速度最大
C. 丁纸带的平均速度最大 D. 乙和丁纸带的平均速度一样大
在“探究小车速度随时间变化的规律”时,若下图是该实验得到的一条纸带,从点开始每个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为、、、、、,测得,,,,,。求:相邻两记数点间的时间间隔为______,打点计时器打下记数点时,小车的速度大小___.
A. , B. , C. , D. ,
一次课上老师拿来了一位同学所做的“探究匀变速直线运动规律”的测量记录如下表,表中“速度”一行是这位同学用某种方法方法不详得到的物体在,,,,,几个位置的瞬时速度,根据表中数据作出的图象如图所示。则下列说法正确的是
位置编号
时间
速度
A. 该方法能估算小车从位置到位置的位移
B. 该方法不能估算小车从位置到位置的位移
C. 图中阴影部分面积若干小矩形面积之和可精确表示小车从位置到位置的位移
D. 图中梯形的面积大于小车从位置到位置的位移
某校实验室提供如图实验器材可以完成的实验有
A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 验证机械能守恒定律实验
C. 探究速度随时间变化关系 D.库仑定律实验
二、实验题(本大题共3小题,共27.0分)
某同学用如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
图中仪器叫作_________计时器,使用_______填“交流”或“直流”电源,释放小车前,小车应停在_______填“靠近”或“远离”仪器的位置。
下列是该实验中的一部分基本步骤:
A.释放小车,让小车带着纸带运动 安装纸带
C.把计时器固定好 接通电源,进行打点
以上步骤的正确顺序是_______。
如图所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出来,其中,,,,,。
多选在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是____。
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点后再释放小车
B.要舍去纸带上比较密集的点迹,然后选取计数点
C.若打点频率为,每五个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为
D.实验中应使小车速度尽量小些
根据纸带可推测出小车是做____运动选填“加速”“减速”或者“匀速”。
下表列出了打点计时器打下、、点时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下、两点时小车的瞬时速度保留三位有效数字。
位置
速度
以点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度时间关系图线。
根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度____。保留两位有效数字
以下四个实验中,可能用到打点计时器的是___________
A.验证力的平行四边形定则 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
C.探究匀变速直线运动的规律 探究弹簧的弹力和弹簧伸长的关系
一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两根不同的弹簧和,得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是___________
A.的原长比的长 的劲度系数比的小
C.的劲度系数比的大 测得的弹力与弹簧的长度成正比
在“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是___________
A. 拉橡皮条的细绳要适当长些
B. 两根绳必须等长
C. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
D. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力及质量的关系”的实验,已知小车质量为,重力加速度为。
甲
某次实验中打出的一条纸带如图乙所示,图中、、、、为相邻计数点,且相邻计数点间的时间间隔为,由该纸带可求得小车打号点时的小车的速度_________。由该纸带可求得小车的加速度_________。结果均保留位有效数字
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中.如图所示为两种常用的打点计时器,其中工作电压需要交流的是__________ 选填“”或“”
某同学安装好实验器材进行实验,接通电源释放小车瞬间如图所示,请指出实验操作不足之处.___________、______________至少指出两处
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:、钩码的质量太大,纸带上打的点就少;钩码的质量太小,纸带上打的点就太密。钩码质量适中即可。故 A错误;
B、为了有效应用纸带的所有长度,在释放小车时,小车应靠近打点计时器;故B错误;
C、实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器,然后释放小车,打完点要先断开电源后取纸带,故C正确.
D、坐标轴单位长度适中为最好,若太小作图较为麻烦,误差反而更大;故 D错误;
故选:.
正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造等,明确探究小车速度随时间变化的规律实验中一些简单操作细节等.
本题考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强.
2.【答案】
【解析】解:、选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,故A正确;
B、若小车加速度减小,则点迹间距差别较小,且初始点距太近,测量误差较大,故应适当增大加速度,不可行,故B错误;
C、纸带上开始时密集的点,点距过小,测量误差较大,故应舍去,故C正确;
D、选用各处平整程度、光滑程度相同的长木块做实验,故D正确。
本题选择错误的,故选:。
在探究小车速度随时间变化的规律实验过程中,对于减小实验误差来说,应增加纸带的测量长度,增大点迹距离。
增加纸带的测量长度,增大点迹距离,选择清晰的点迹,是纸带问题最通用的减小误差的方法。
3.【答案】
【解析】A、木板不能侧向倾斜,否则小车就不能沿着木板做直线运动,可以一端高一端低,故A错误.
B、在释放小车前,小车应尽量靠近打点计时器,以能在纸带上打出更多的点,有利于实验数据的处理和误差的减小,故B正确.
C、实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故C正确.
D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,防止小车落地摔坏,故D正确.
题目要求选错误的,故选:.
正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造等,明确探究小车速度随时间变化的规律实验中一些简单操作细节等.
本题比较简单,考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强.
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了探究小车速度随时间变化的规律中,根据纸带处理数计算加速度的大小问题。掌握实验原理与数据处理可解决此题。
通过题目给出的数据作出速度时间图象,解出其斜率即是小车的加速度。在实验中处理数据的方法较多,而图象法往往是一种比较准确的解题方法。
【解答】
根据实验数据画出图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度,误差较小,故C正确,A错误;
B.根据实验数据画出图象,当纵坐标取不同的标度时,图象的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式算出的数值并不是加速度,故B错误;
D.方法也具有方法相同的缺点,、 ,然后算出平均值,
求平均值时,,只用了和两组数据,偶然误差较大,故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了平均速度和瞬时速度、实验:探究小车速度随时间变化的规律的相关知识,试题难度较易
【解答】甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A错误;
B.丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B错误;
甲、乙、丁上均有个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C正确,D错误.
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了探究小车速度随时间变化的规律,熟悉实验原理是解题的关键。
根据打点计时器的特点确定记数点间的时间间隔;根据平均速度与时间中点速度关系求出小车经过记数点的速度。
【解答】
相邻两个记数点间的时间间隔,记数点为记数点到记数点的时间中点,故。故C正确,ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】分析:
将时间分成许多段,认为每一段做匀速直线运动,结合位移公式可以粗略得出小车的位移,若将时间划分为无数段,可以得出图线与时间轴围成的面积表示位移。
解决本题的关键掌握微分极限思想在求解位移中的运用,当时间段分解段数趋向于无穷大时,速度时间图线围成的面积就表示位移。
解答:
、将划分为段,认为每一段做匀速直线运动,根据该方法可以估算小车从位置到位置的位移,故A正确,B错误.;
、当时间段分解段数趋向于无穷大时,时间将趋向于无穷小,每段运动都可看做匀速直线运动,速度时间图线围成的面积就表示位移.可知图中梯形的面积可精确表示小车从位置到位置的位移,即梯形的面积等于小车从位置到位置的位移,故C错误,D错误;
故选:。
8.【答案】
【解析】解:探究加速度与力、质量的关系时,要测量拉力的大小和小车的质量,需要使用天平;验证机械能守恒定律的实验中,需要用到能把打点计时器竖直固定的铁架台;探究速度随时间变化关系的实验,运用图中的器材即可完成。
故选:。
依据各自实验原理,结合图中的实验装置,即可判断。
本题考查力学的几大探究性和验证性实验,要分析每个实验的具体实验器材才能解答,记忆时需结合实验操作进行记忆。
9.【答案】电火花打点;交流 ;靠近;
【解析】解答:题图中仪器叫作电火花打点计时器,使用交流电源,实验过程中,释放小车前,小车要靠近打点计时器。
步骤的正确顺序为:先把计时器固定好,安装纸带,再接通电源,进行打点,之后释放小车,让小车带着纸带运动,故正确的顺序是。
故答案为:电火花打点 交流 靠近
分析:正确解答本题需要掌握:了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等,比如工作电压、打点周期等,掌握基本仪器的使用,能够正确的使用打点计时器;
熟练打点计时器的应用步骤即可正确解答;
对于基本实验仪器,要会正确使用,了解其工作原理,为将来具体实验打好基础,对于实验装置和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做,基础题。
10.【答案】
加速
;
如图所示
【解析】
【分析】了解打点计时器的工作原理,能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题;
根据纸带打点间距,即可判定;
在匀变速直线运动中,时间中点的速度等于该过程中的平均速度;
利用描点法可画出速度时间图象;
图象的斜率大小表示加速度大小。
解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度,知道速度时间图线的斜率表示加速度。
【解答】打点前,小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点后再释放小车,A正确
B.要舍去纸带上比较密集的点迹,然后选取计数点,B正确
C.若打点频率为,每五个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为,C错误
D.如果实验中小车速度过小,会导致纸带上的点比较密集,不利于选点和测量,D错误。
从图中可知计数点间的距离越来越大,而相邻计数点间的时间间隔相同,故小车速度越来越大,做加速运动。
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知: 。
根据描点法可得图像如图所示:
图象的斜率大小表示加速度大小,由此得: 。
11.【答案】;;;;;
;细绳与木板不平行、未平衡摩擦、小车离打点计时器太远。
【解析】
【分析】
打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器两种,它们的打点的周期是有交流电的频率决定的,电磁打点计时器用的是低压交流电,电火花打点计时器用的的电源。熟悉本题提到的四个实验实验原理及实验器材就可知道那个实验可能用到打点计时器。
本题主要考查打点计时器及本题提到的四个实验实验原理及实验器材。
【解答】
需要记录物体的运动的时间的实验,就需要打点计时器,
A.验证力的平行四边形定则,不需要记录时间,故A错误;
B.探究加速度与物体质量、受力的关系,需要求加速度,所以需要打点计时器,故B正确;
C.研究匀变速直线运动的规律 ,需要记录物体运动的时间,需要打点计时器,故C正确;
D.探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系,不需要记录时间,故D错误。
故选BC。
【分析】
弹簧的弹力满足胡克定律,在弹簧弹力与弹簧长度的图像中,斜率表示弹簧的劲度系数,横轴截距表示弹簧的原长。
本题主要考查胡克定律。根据弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系可正确解答。
【解答】
A.根据胡克定律得:,其中为弹簧的原长,由此可知在图象上横轴截距表示弹簧的原长,故的原长比的长,故A正确;
图象斜率表示劲度系数的大小,故的劲度系数较大,的劲度系数较小,的劲度系数比的小,故B正确,C错误;
D.根据胡克定律得弹簧的弹力与弹簧形变量的成正比,根据图象得弹簧的弹力与弹簧的长度不成正比,是线性关系,故D错误。
故选AB。
【分析】
在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同即橡皮条拉到同一位置,而细线的作用是画出力的方向,弹簧秤能测出力的大小,因此细线的长度没有限制,弹簧秤的示数也没有要求,两细线的夹角不要太小也不要太大,但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行。
本题主要考查“探究求合力的方法”实验相关知识。
【解答】
A.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,这样有助于比较准确的表示出拉力方向,故A正确;
B.两细绳可以不等长,因为绳子的长短不影响力的大小和方向的表示,故B错误;
C.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故C正确;
D.用两弹簧秤同时拉细绳时两拉力之差如果很大,那么力作图示时误差就会较大,故D错误。
故选AC。
【分析】
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出打下号点时小车的瞬时速度,根据逐差法可以算出小车的加速度.
【解答】
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得:
由该纸带利用逐差法求小车的加速度,由该纸带利用逐差法求小车的加速度,
。
故答案为:
【分析】
打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器两种,它们的打点的周期是有交流电的频率决定的,电磁打点计时器用的是低压交流电,电火花打点计时器用的的电源。
【解答】
电磁打点计时器用的是低压交流电,电火花打点计时器用的的电源,故A错误,B正确。
故选B。
【分析】
释放小车前,滑轮与小车之间的细绳与木板平行、小车靠近打点计时器;
【解答】
没有把不带滑轮的一端木板垫高平衡摩擦力、滑轮与小车之间的细绳与木板不平行、小车没有紧靠打点计时器;
故答案为:细绳与木板不平行、未平衡摩擦、小车离打点计时器太远。
第2页,共14页