高中物理必修1 第二章第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 导练作业（含答案）

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2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
1.一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为( )
A．打点计时器错接在直流电源上
B．电源电压不稳定
C．打点计时器使用的电压过高
D．振针到复写纸片的距离太小
2．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是(　　)
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
3．如下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(　　)
4．在探究小车的速度随时间变化的规律的实验中，为了减小测量小车运动加速度时的误差，下列措施中哪些是有益的(　　)
A．使小车运动的加速度尽量小一些
B．适当增加挂在细绳下的钩码的个数
C．在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算
D．舍去纸带上比较密集的点，然后选取计数点，进行计算
5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5 共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0 点的距离，
则计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2=___________(以d1、d2及相邻计数点 间时间T来表示)代入得v2=_______m/s。（结果保留两位有效数字）
6．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
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v－t图，量出其倾角θ，由公式a = tanθ求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，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
7．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T＝0.1s。
⑴根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的数据，填入表中。
位置编号 A B C D E
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4
瞬时速度v/(m·s－1) 1.38 2.64 3.90
⑵在坐标纸上作出小车的v－t图像。并根据图象求出a＝____________。
⑶分析小车的速度随时间的变化规律
⑷将图线延长与纵轴相交，交点的速度是__________，此速度的物理意义是________________。
8.如右图所示是某一做直线运动的小车(后连纸带)通过打点计时器时打出的一段纸带，图中的0、1、2、3、4、5、6为按时间顺序选取的7个计数点，每相邻两个点中间都有4个点未画出，用米尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离分别是8.78 cm、16.08 cm、21.87 cm、26.16 cm、28.84 cm、30.07 cm，请做出其v－t图象，并分析小车的运动特点．
9．做变速运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，如图所示，每一段纸带的一端与x轴相重合，与y轴平行放置，将纸带贴在坐标系中．
（1）本实验中运动的小车，相邻相等时间内位移存在某种关系，请你仔细研究图2-1-3，找出这一关系；
（2）请画出小车的v-t图象；
（3）根据图象求出其加速度大小．
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律答案
1.答案：D
2．【解析】　 纸带上点间间隔相等，由v＝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．
【答案】　BC
3．【解析】　4条纸带的时间间隔相等，其中C、D 2条纸带上的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为0.A、B 2条纸带上的点间隔在不断增大，且A条纸带上的点相邻间距之差较大，故纸带A的加速度最大．
【答案】　A
4．答案：BCD
解析：实验中如果加速度太小，会导致各段位移差太小，计算中会使误差增大，所以要适当增加钩码来增大小车的加速度；为了便于测量和减小误差，应该选择点迹清晰的理想纸带，舍去纸带上比较密集的点．
5．【解析】用毫米刻度尺测量纸带上各计数点的距离时，尽量一次性测量完毕，注意到最小精确度为毫米，读数时要估读到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。
计数点“2”的瞬时速度v2可用计数点“1”和“3”间的平均速度来代替。即v2=(d2-d1)/2T，代入数据得v2=0.21 m/s。
6．分析：方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v－t图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。
答案:C
7．【解析】：由纸带表明的数据可以计算任意相邻位置
之间的位移，然后求纸带上各点的速度和加速度。
（1）由纸带的标注可以求出
匀变速直线运动物体在一段时间内的平均速度等于
该时刻的瞬时速度，所以
（2）在图像上取合适的单位严格描点，得到小车的v－t图像，可求得图像斜率为12.6m/s2，则加速度为12.6m/s2。
⑶从图线上不难看出，小车的速度随时间均匀增加，小车做匀变速直线运动
⑷图线延长后与纵轴的交点速度为0.12m/s， 此速度表示打A点时小车的速度
8.【解析】　利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出图中计数点1、2、3、4、5五个时刻的速度：v1＝＝80.4 cm/s，v2＝＝65.45 cm/s，v3＝＝50.40 cm/s，v4＝＝34.85 cm/s，v5＝＝19.55 cm/s.
【答案】　作出v－t图象如下图所示．由图象可以看出小车的速度随时间均匀减小．
cm
A
B
C
D
E
7.5
27.6
60.3
105.6
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