必修1 第3章 匀变速直线运动的研究 第2节 匀变速直线运动的实验探究 课时练习1

课后导练
基础过关
1.电磁打点计时器的电源应是_____________电源，通常的工作电压为________________V，实验室使用我国民用电时，每隔_______________s打一次点，如果每打5个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为_______________s.
答案：低压交流 4—6 0.02 0.1
2.使用打点计时器时，如果发现纸带上打出的点子不够清晰，可能原因是________________；_______________；_______________；_______________；_______________.
答案：电源电压偏低 永磁体磁性不足 振针位置过高 复写纸陈旧 振动片不在永磁铁中央等
3.打点计时器原来工作电压的频率是50 Hz，如果用它来测定匀变速运动的加速度时，实验者不知工作电压的频率变为60 Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是_______________.（填“偏大”“不变”或“偏小”）
答案：偏小
4.要研究物体的运动规律，就要确定物体在不同时刻的位置及速度，测量其加速度.在高中阶段，打点计时器是一种简单实用的仪器，利用打点计时器打出的纸带，就能判断物体的运动规律.运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（ ）
A.物体运动的时间 B.物体在不同时刻的位置
C.物体在不同时刻的速度 D.物体在不同时间内的位移
解析：因为打点计时器打点的时间间隔是已知的，只要数出纸带上所打点数就可知道物体运动的时间.打点计时器每打一个点与一个时刻对应，因此，打点计时器直接记录了物体运动的时间和不同时刻所在的位置.如果物体做变速运动，只能求出某段时间内的平均速度，不可能求出不同时刻的瞬时速度；即使物体做匀速直线运动，各时刻的瞬时速度等于运动的平均速度，也只能通过测量距离再经计算获得其运动速度，而不能直接获得.可见打出的点不能直接记录物体在不同时刻的速度，故选项A、B正确，选项C错误.物体在不同时间内的位移，一方面要通过测量才能知道，另一方面每打两点需间隔一段时间，也不是任意一段时间内的位移都能测出的，所以打出的点也未直接记录物体在不同时间内的位移，故选项D错误.
答案：AB
5.物体做匀变速运动，用打点计时器打下的纸带如图3-2-10所示，已知小车加速度为a，打下B点时小车速度为vB，纸带上相邻计数点的时间间隔为T，则下列各式正确的是（ ）
图3-2-10
A.a= B.a= C.vB= D.vB=
答案：ABCD
6.用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是（ ）
A.长度测量不准确 B.打点时间间隔不均匀
C.运动中受摩擦力作用 D.木板未调成与水平成一个倾角
答案：AB
7.用打点计时器研究小车在斜面上的运动，纸带记录如图3-2-11所示，则小车运动的加速度大小是____________m/s2，打点计时器在打C点时，小车的速度vC=________________m/s.
图3-2-11
答案：2 0.584
综合运用
8.利用图3-2-12中所示的装置做用自由落体“测定重力加速度”的实验中，在纸带上取了连续的清晰的7个点.用米尺测得2、3、4、5、6、7各点与第1点的距离d如下表：
图3-2-12
请用这些数据求出重力加速度g的测量值.设打点计时器所用电源的频率为50 Hz.
点的次序 1 2 3 4 5 6 7
距离d/cm 0 6.0 12.5 19.3 26.5 34.1 42.1
答案：9.7 m/s2
9.用接在50 Hz交流低压电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度，某次实验中得到的一条纸带如图3-2-13所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得0与1两点间距s1=30 mm，3与4两点间距s4=48 mm，则小车在0与1两点间的平均速度为_____________m/s，小车的加速度为_____________m/s2.
图3-2-13
答案：0.3 0.6
拓展探究
10.从斜面上某一位置,每隔0.1 s由静止释放一个小球,在连续释放几个后,对在斜面上滑动的小球拍下照片,如图3-2-14所示,测得sAB=15 cm,sBC=20 cm.试求:
图3-2-14
(1)小球的加速度;
(2)拍摄时B球的速度vB;
(3)拍摄时sCD;
(4)A球上方还有几个正在滚动的小球？
解析:释放后小球都做匀加速直线运动,每相邻两球的时间间隔均为0.1 s,可以认为A、B、C、D各是一个球在不同时刻的位置.
(1)由a=知,小球的加速度
a== cm/s2=500 cm/s2=5 m/s2.
(2)B点的速度等于AC段上的平均速度
即vB== cm/s=1.75 m/s.
(3)由于相邻相等时间的位移差恒定
即sCD-sBC=sBC-sAB
所以sCD=2sBC-sAB=40 cm-15 cm=25 cm=0.25 m.
(4)设A点小球速度为vA
由于vB=vA+aT,则vA=vB-aT=1.75 m/s-5×0.1 m/s=1.25 m/s
所以A球的运动时间
tA== s=0.25 s
故在A球上方正在滚动的小球还有2个.
答案:(1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)0.25 m (4)2个