物理必修一课时练习 实验探究小车速度随时间变化的规律

第二章　匀变速直线运动的研究
1．实验：探究小车速度随时间变化的规律
知识点一：实验操作
1．在利用打点计时器探究小车的速度随时间变化规律的实验中，关于计数点间的时间间隔，下列说法中正确的是(打点周期为0.02 s)
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．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s
C．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s
D．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s
2．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，下列说法中正确的是
A．通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上
B．坐标轴单位长度越小越好
C．开始前要先接通电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带
D．钩码的质量越大越好
3．在实验过程中，对减小实验误差来说，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、点与点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．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，从下列所给的器材中，选出本实验所需的有________，为达到实验目的，还缺少________。
①电磁打点计时器　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
5．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，将下述步骤的代号填在横线上________。
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长木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重复做两次
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
知识点二：实验数据的处理
6．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下列可用来计算打D点时小车速度的表达式的是
A.　　　　　　　　B.
C. D.
7．如图是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6，测得x1＝5.18 cm，x2＝4.40 cm，x3＝3.62 cm，x4＝2.78 cm，x5＝2.00 cm，x6＝1.22 cm。
(1)相邻两计数点间的时间间隔为________ s；
(2)打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3＝________ m/s，方向________(填“由A→B”或“由B→A”)。
8．某同学在探究小车速度随时间变化的规律实验中，把得到的各时刻的速度，描绘在vt坐标系内的点如图所示。
(1)试用一条直线“拟合”这些点；
(2)根据图象分析小车速度随时间变化的情况。
9．在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示是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＝0.10 s。
(1)根据平均速度计算各点瞬时速度，则vD＝________ m/s，vC＝______ m/s，vB＝____ m/s。
(2)在如图所示的坐标系中作出小车的vt图线，并根据图线求出a＝________。
(3)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________。
能力点一：实验操作的理解与应用
10．根据已打出的纸带，不用公式计算就能直接得出的物理量是
①时间间隔　②位移　③加速度　④平均速度
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
11．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
12．(2009河南开封高一期末，11)在探究实验中，某同学有以下实验步骤：
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码
D．取下纸带
E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
(1)以上步骤中有错误的，请指出并纠正。
________________________________________________________________________
(2)遗漏的步骤是G：_______________________________________________。
(3)该实验步骤较合理的排列顺序是____________________________。
13．打点计时器原来使用的交流电的频率为50 Hz，在测定匀变速直线运动的加速度时，交流电的频率为60 Hz而未被发现，这样计算出的加速度值与真实值相比________。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
能力点二：实验数据的处理
14．用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02 s，他按打点先后顺序每5个点取一个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔是________s。用刻度尺量得OA＝1.50 cm，AB＝1.90 cm，BC＝2.30 cm，CD＝2.70 cm，由此可知，纸带做________运动(选填“加速”或“减速”)，打C点时纸带的速度大小为________m/s。
15．(2009江苏东台高三检测，12)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0.5 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v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3＝______ m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝______ m/s。在坐标图中作出小球的速度—时间图象(保留描点痕迹)。
16．如图所示，将打点计时器打出的记录小车运动信息的纸带每隔0.1 s剪断，得到若干条短纸带，再把这些纸带并排贴在一张纸上，使这些纸带下端对齐，作为时间坐标轴标出时间，并用直线连接每段纸带顶端打出的点。试回答下列问题：
(1)如何求小车在前0.7 s内的平均速度？
(2)坐标系中的直线可否表示小车的速度—时间图象？
(3)如何求小车的加速度？
?答案与解析
基础巩固
1．AC　2.AC　3.ACD
4．答案：①④⑤⑥⑦⑨　低压交流 电源
5．答案：DBFAEGC
6．BC
7．答案：(1)0.10　(2)0.32　由A→B
8．答案：(1)
(2)小车速度随时间均匀增大。
9．答案：(1)3.90　2.64　1.38
(2)图线如图所示　12.6 m/s2
(3)0.12 m/s　零时刻小车经过A点时的速度
能力提升
10．A　从纸带可直接读出的物理量为时间间隔和位移，可以计算得出的有加速度、平均速度，故A正确。
11．BC　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。
12．答案：(1)A中应先接通电源，然后释放纸带，D中取下纸带之前应先断开电源
(2)换上新纸带，再重复实验两次
(3)BCEFADG
13．答案：偏小
解析：原电源频率为50 Hz，周期为0.2 s。实际频率是60 Hz，周期会小于0.02 s，而在求加速度时仍按0.02 s计算将使所求速度偏小，使加速度与真实值相比偏小。
14．答案：0.10　加速　0.25
15．答案：0.12　0.24
解析：如题图所示，x2＋x3＝0.12 m，则v3＝＝ m/s＝0.12 m/s
又x4＋x5＝0.24 m，则x5＝＝ m/s＝0.24 m/s。其vt图象如图所示。
拓展延伸
16．答案：见解析
解析：(1)测出各小段纸带的高度，相加得到小车在0.7 s内的位移x，然后除以0.7 s，即可得到前0.7 s内的平均速度。
(2)因为剪下的纸带长度表示小车在0.1 s内位移的大小，可近似认为瞬时速度v＝，v∝Δx，故线条长度可以近似表示速度，所以坐标系中的直线可以表示小车的速度—时间图象。
(3)在小车的速度—时间图象上取相距较远的两点，根据a＝计算加速度。