2018_2019学年高中物理第二章匀变速直线运动的研究课后提升训练六2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律新人教版必修1

课后提升训练 实验:探究小车速度随时间变化的规律
(25分钟　50分)
1.(7分)(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于计数点间的时间间隔,下列说法中正确的是　(　　)
A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
B.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
C.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 s
D.每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
【解析】选A、D。本实验用的电源为50Hz的交流电,则相邻两点间的时间间隔为T=s=0.02 s,所以每隔四个点取一个计数点时,相邻计数点间的时间间隔为0.10s,A正确。每隔五个点取一个计数点,则相邻计数点间有六个时间间隔,总时间间隔为6×0.02s=0.12 s,B、C错误。每五个点取一个计数点,则相邻计数点间有五个时间间隔,总时间间隔为5×0.02 s=0.10 s,D正确。
2.(7分)(多选)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,下列说法中正确的是　(　　)
A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码个数越多越好
【解析】选B、C。打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,A错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,B正确;若先释放小车后接通电源只能在纸带的后面部分打点,C正确;钩码个数太少,打点密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来实验误差,D错误。
3.(7分)(2017·淮安高一检测)在下列给出的器材中,选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需要的器材　(　　)
①打点计时器;②天平;③低压交流电源;④低压直流电源;⑤细绳与纸带;⑥钩码与小车;⑦秒表;⑧一端有滑轮的长木板;⑨刻度尺。
A.①②③⑤⑥⑦
B.①③⑤⑥⑧⑨
C.①④⑤⑥⑧⑨
D.①⑤⑥⑦⑧⑨
【解析】选B。不需要测小车质量,即不需要天平,电源必须用低压交流电源,不能用低压直流电源,故只有B正确。
【补偿训练】
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中:
(1)下列哪些器材是多余的:________。
①打点计时器　②天平　③低压直流电源
④细绳　⑤纸带　⑥小车
⑦钩码　⑧秒表　⑨一端有滑轮的长木板
(2)达到实验目的还需要的器材是:__。
【解析】实验中给打点计时器供电的是低压交流电源,而非低压直流电源。实验中小车的运动时间可以从所打纸带上的点迹数出,而不使用秒表测量,另外此实验不需要测质量,故不需要天平。在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离。
答案:(1)②③⑧　(2)低压交流电源、刻度尺
4.(7分)(多选)在实验过程中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的
是　(　　)
A.选取计数点,把每打5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
【解析】选A、C、D。用计数点的方法,利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算可减小测量误差,A、C正确;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差,D正确;小车运动的加速度很小时,速度变化不明显,会给数据处理带来不便,从而增大实验误差,B错误。
5.(6分)(2017·唐山高一检测)某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,记录小车运动情况的一条纸带如图所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻的两计数点间还有4个点未画出。
(1)电火花计时器是一种能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点的仪器,它使用__________(选填“交流”或“直流”)电源,工作电压为__________V。在实验时正确的操作顺序是________(选填序号A:“先释放纸带,后接通电源”或B:“先接通电源,后释放纸带”)。
(2)B、C两点的瞬时速度:vB=________m/s,vC=__________m/s。(结果保留两位有效数字)
【解析】(1)电火花打点计时器是使用220V交流电源的计时仪器,当电源的频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。实验时应该先接通电源,后释放纸带。
(2)利用平均速度公式v=得:
vB====0.93m/s
vC===≈1.3m/s
答案:(1)交流　220　B　(2)0.93　1.3
【补偿训练】
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。如图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s,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v1=0,v2=0.06m/s,v3=______m/s,v4=0.18m/s,v5=______m/s。
【解析】由题图可知,x2+x3=0.12m,则
v3==m/s=0.12m/s
又x4+x5=0.24m,则v5==m/s=0.24m/s。
答案:0.12　0.24
6.(16分)(2017·保定高一检测)某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系。
(1)电磁打点计时器接________电源(选填“低压直流”“低压交流”或“220 V交流”)。
(2)实验时,使小车靠近打点计时器,先________再________。(选填“接通电源”或“放开小车”)
(3)若所接电源的频率是50 Hz,则每隔______秒打一个点。
(4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线,根据图线求出小车的加速度为a=________m/s2。(保留三位有效数字)
【解析】(1)电磁打点计时器接低压交流电源。(2)实验时,使小车靠近打点计时器,先接通电源再放开小车。(3)若所接电源的频率是50 Hz,则每隔0.02 s打一个点。(4)在v-t图象中图线的斜率表示加速度,即a==0.682m/s2。
答案:(1)低压交流　(2)接通电源　放开小车
(3)0.02　(4)0.682
【补偿训练】
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0cm、
5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB=______m/s。CE间的平均速度为____m/s。
(2)以打A点时为计时起点,建立v-t坐标系如图所示。请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线。
(3)根据图线可得小车运动的加速度为____m/s2。
【解析】(1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s
所以vB==m/s=0.25 m/s
==m/s=0.45m/s
(2)v-t图象如图所示:
(3)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,即
a=m/s2=1m/s2。
答案:(1)0.25　0.45　(2)图见解析　(3)1