2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第二章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课时练案

第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
题组1 实验探究方案(时间：10分钟 分值：16分)
1.［4分］(单选)利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，请选出较准确的一组( )
A.学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等
B.学生电源、导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等
C.导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等
D.学生电源、导线、电磁打点计时器、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等
2.［4分］(多选)关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是( )
A.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上
B.应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
C.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
D.牵引小车的钩码个数越多越好
3.［4分］(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是( )
A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
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板做实验
4.［4分］在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下列步骤的代码填在横线上 。
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板没有定滑轮的一端，并连好电路
C.换上新的纸带再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G.断开电源，取出纸带
题组2 实验数据处理(时间：15分钟 分值：24分)
5.［4分］(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度。然后他以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并画出了小车运动的图像，如图2-1-6所示。针对该同学作出的图像，他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法，以下四种看法，你认为有道理的是( )
A.这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图像不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线
B.这10个点中有7个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有和两个点离这条直线太远
C.在这10个点中有3个点()能画在一条直线上，其余7个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律
D.与直线偏差较小的点()可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点()则可能是实验中出现失误造成的
6.［6分］某同学用以下方法绘制并得到小车的图像如图2-1-2所示。
(1)先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条。
(2)再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间轴，标出时间。
(3)最后将纸条上端中心连起来，于是得到图2-1-2所示的图像。
这样做有道理吗？为什么？
7.［14分］在研究物体速度随时间变化规 ( http: / / www.21cnjy.com )律的实验中，如图2-1-3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。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
图2-1-3 图2-1-4
(1)根据 可计算各点的瞬时速度，可得= m/s，= m/s，= m/s。
(2)在图2-1-4所示坐标中画出小车的图线，并根据图线求出 。
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度为 ，此速度的物理意义是 。
题组3 综合拓展提升(时间：10分钟 分值：12分)
8.［8分］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上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图2-1-5所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为0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=0，=0.06 m/s，= m/s，=0.18 m/s，= m/s。在图2-1-6坐标中作出小球的图像(保留描点痕迹)。
( http: / / www.21cnjy.com )
图2-1-5 图2-1-6
9.［4分］(广东高考·多选)某人骑自行车在平直道路上行进，图2-1-7中的实线记录了自行车开始一段时间内的图像。某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是( )
A.在时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B.在时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C.在时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D.在时间内，虚线反映的是匀速直线运动
参考答案
1. B 解析：使用电火花计时器时不能使用学生电源，选项A错误，选项B正确;选项C缺少学生电源，选项D缺少小车。
2. AD 解析：在释放小车前，小车应在 ( http: / / www.21cnjy.com )靠近打点计时器处，不能紧靠在打点计时器上，选项A错误;应先通电、后释放小车，选项B正确;实验中不要让小车碰在滑轮上，选项C正确;钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密，钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，选项D错误。
3. ACD 解析：若小车的加速度过小，会使点过于密集，不便于测量。
4. DBAFEGC
5. BD 解析：实验中产生误差是不可避 ( http: / / www.21cnjy.com )免的，所以得到的点不可能严格地处于一条直线上，会稍有偏差。但偏差过大的点则可能是实验中的失误造成的，作图时应把这样的点舍弃，故选项B、D两种看法有道理。
6. 有道理。剪下的纸条长度表示0.1 s内位移的大小，可近似认为速度 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) =，纸条长度可认为表示速度，故这样做是有道理的。
7. (1)与该点相邻的前后两点间的平均速度等于该点的瞬时速度 3.90 2.64 1.38 (2)如图2-1-8所示。 12.6 (3)0.12 m/s 表示0时刻小车经过点的速度
解析：(1)在匀加速直线运动中，与该点相邻的前后两点间的平均速度等于该点的瞬时速度。
点的瞬时速度===390 cm/s=3.90 m/s
点的瞬时速度===264 cm/s=2.64 m/s
点的瞬时速度===138 cm/s=1.38 m/s。
(2)由上述数据画出小车的图线如图2-1-8所示，由图线的斜率可求得它的平均加速度
QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) ===12.6 。
(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度约为0.12 m/s，它表示0时刻小车经过点的速度。
8. 0.12 0.24 如图2-1-9所示。
解析：由题图知，=0.12 m，则== m/s=0.12 m/s;又＝0.24 m，则== m/s=0.24 m/s。其图像如图2-1-9所示。
9. BD 解析：时刻，虚线的斜率较小，表示此时虚线反映的加速度比实际的小，选项A错误;图线与坐标轴围成的面积等于物体位移的大小，由图像可知，时间内，虚线所围的面积大，再由 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) =知，由虚线计算出的平均速度比实际的大，选项B正确;在时间内，虚线计算出的位移比实际小，选项C错误;时间内，虚线为平行于时间轴的直线，此线反映的运动为匀速直线运动，选项D正确。
图2-1-1
图2-1-2
图2-1-7
图2-1-8
图2-1-9