人教版(2019版)高一物理必修一 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步测试
文档属性
| 名称 | 人教版(2019版)高一物理必修一 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步测试 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 199.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-09-19 05:55:03 | ||
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文档简介
2020-2021学年人教版(2019版)必修1作业
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
1.结合“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,回答下列问题.
1.选出所需的器材并填在横线上(填序号).
①打点计时器????
②天平????
③低压交流电源
④低压直流电源????
⑤细线和纸带????
⑥钩码和小车
⑦停表????
⑧刻度尺????
⑨一端有滑轮的长木板
选出的器材是__________.
2.某同学在进行实验的操作中有以下实验步骤:
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长木板上,并接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码;
D.取下纸带;
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
①其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号F、G、H…)__________.
②将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上:__________
3、某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是(?
?)
A.每隔9个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.2s
B.每隔2个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.04s
C.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域
D.只研究纸带前端较密的几个点所在区域
4、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,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大些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量和计算
D.作图像时,必须要把描出的各点都连在同一条直线上
5、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是(??
)
A.通过调节,使小车、纸带、细绳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.开始前要先开电源后放纸带,打完点要先断开电源后取纸带
D.钩码的质量越大越好
6.?在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中,用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器(频率为50)、钩码、纸带、细线组成如图(a)所示的装置,钩码拉动小车,小车做匀加速直线运动,得到如图(b)所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出.
（1）.在本实验中,某同学操作了以下实验步骤,其中有明显错误的步骤是________(填写字母)
A.将打点计时器固定在木板上,并接好电路
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.放开纸带,再接通电源
（2）.如图(b)用毫米刻度尺测量得:
、、、,则:打点时小车的速度大小为__________.(结果保留二位有效数字)
（3）.小车运动过程中细线对钩码的拉力__________钩码的重力.(填“>”、“=”、“<”)
7.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,某同学得到如图所示的纸带,已知电源的频率为50,且相邻两计数点间有四点没画出,则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为_____。如果用来表示从点开始各相邻两个计数点间的距离,用表示相邻记数点的时间间隔,则该匀变速直线运动的加速度的表达式为
_____(用符号写出表达式,不要求计算)。打点时物体的速度大小为_____。(保留3位有效数字)
8.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带,1、2、3、4、5为相邻的计数点,相邻计数点间有四个点未画出,计数点间的时间间隔__________.现测得:
,,,.?
???
（1）通过纸带计算2、3两点的速度__________,__________.
（2）小车的加速度为__________.
（3）某次实验做出小车的图象与纵轴有交点,如图2所示,交点的物理意义是__________.
9、利用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的实验,得到如图甲所示的一条纸带,在纸带上共取了七个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。从每一个计数点处将纸带剪开分成六条(分别叫),将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中,得到如图乙所示的直方图。最后将各纸条上端中心连起来,于是得到表示关系的图象。已知打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）为表示关系,图中的x轴对应的物理量是时间t,y轴对应的物理量是速度v。若纸条c的长度为5.0,则图中为__________s,为__________;因为各纸条上端中心连线是__________,所以可以直观地看出小车做匀变速直线运动;
（2）在纸带未剪断时,量出相邻的计数点之间的距离分别是、、、、、)。则小车的加速度__________,打下D点时小车的速度为__________(结果保留两位有效数字)。
10．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50
Hz。由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所示，每一段纸带的一端与x轴相重合。左边与y轴平行，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，请你仔细研究图象，找出这一关系；
(2)设Δt＝0.1
s，请画出小车的v－t图象；
(3)根据图象求出其加速度。
参考答案：
①③⑤⑥⑧⑨;
解析：该实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律,即通过纸带探究小车的速度、加速度等物理量,不需要测量质量,因此需用打点计时器,不需要天平.打点计时器使用的是低压交流电源,而不是低压直流电源.因打点计时器通过打点已经记录了小车的运动时间,故不需要停表.还需细线和纸带进行打点,需钩码和小车及一端有滑轮的长木板使纸带运动,需用刻度尺测量位移,故选出的器材有①③⑤⑥⑧⑨;
2.A中应先接通电源后释放纸带;D中取下纸带前应先断开电源;补充步骤如下：F.换上新纸带，重复操作两次;
BECADF
解析：在用打点计时器探究小车速度随时间变化的实验中,要先接通电源,再释放纸带,选项A错误;选项D在取下纸带前要先断开电源;为了减小实验误差,要重复实验三次,即打三条纸带,然后选择一条比较理想的纸带进行处理,遗漏了此步骤.
3.答案：A
解析：实验中既要考虑减小实验测量时的相对误差,又要得到尽量多的数据以减小误差,只有A项可行
4.答案：ABC
解析：选取计数点适于使被测量和计算的相邻点间的间隔较大,这样在用刻度尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A正确;在实验中,如果小车运动的加速度偏小,纸带上打出的点大部分会很密,这样测量长度的相对误差会较大,测量准确度会降低,因此小车的加速度尽量大些,B正确;为了减小测量长度时的相对误差,舍去纸带上过干密集甚至分辨不清的点是必要的,因此C正确;作图像时,将偏离比较远的点舍去,D错误。
5.答案：AC
解析：实验中调节定滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小摩擦,A正确;要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内,B错误;开始前要先接通电源后松开纸带,这样可以使实验效果更好,打完点要先断开电源后取纸带,C正确;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D错误。
6.答案：1.D;
2.0.61;
3.
7.答案：0.10;
;1.60
解析：根据电源的频率为50可知打点计时器每隔0.02打一个点,则相邻两个计数点之间的时间间隔为;由逐差法可得,得;打点时小车的速度大小为,打点时小车的速度大小为由得,
.
8.答案：0.1;
0.166;
0.216;
0.5;
表示小车的初速度不为零
解析：由题意知.
（1）
.
.
（2）.
（3）图像与纵轴有交点表示小车的初速度不为零.
9答案：1.0.25;0.5;一条倾斜直线;
2.0.42;0.53
解析：1.打点计时器打点周期为0.02s,又相邻计数点间有四个点未画出,故相邻计数点间时间间隔为0.1s,而每段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度,故,;纸条上端中心连线为一倾斜的直线,故可以判断小车做匀变速直线运动;
2.由推论可知,,代入数据解得,打下D点时小车的速度为段纸带的平均速度,即,代入数据解得。
10.答案 (1)在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的。
(2)如解析图所示(3)0.775
m/s2
解析 (1)横坐标中的1、2、3、4、5、6分别表示连续相等时间T＝0.1
s内的6段纸带，而纵坐标表示这6段纸带的位移大小，分别设为x1、x2……x6。仔细观察可得：
x2－x1＝8
mm，x3－x2＝7
mm，x4－x3＝8
mm，x5－x4＝8
mm，x6－x5＝8
mm。
可见在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的。
(2)设想将这6段纸带连接起来，并将每段纸带的上端作为计数点的位置，分别叫A、B、C、D、E、F，则：A点的速度vA＝
mm/s＝265
mm/s＝0.265
m/s。
同理可求得vB＝0.340
m/s，vC＝0.415
m/s，vD＝0.495
m/s，vE＝0.575
m/s。在v－t图中描出B、C、D、E各点，拟合得到直线，如图所示。
(3)由图可知，其加速度等于直线的斜率a＝，在图线上找两点(0.1,0.265)，(0.5,0.575)代入得到加速度为a＝
m/s2＝0.775
m/s2。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
1.结合“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,回答下列问题.
1.选出所需的器材并填在横线上(填序号).
①打点计时器????
②天平????
③低压交流电源
④低压直流电源????
⑤细线和纸带????
⑥钩码和小车
⑦停表????
⑧刻度尺????
⑨一端有滑轮的长木板
选出的器材是__________.
2.某同学在进行实验的操作中有以下实验步骤:
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长木板上,并接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码;
D.取下纸带;
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
①其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号F、G、H…)__________.
②将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上:__________
3、某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是(?
?)
A.每隔9个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.2s
B.每隔2个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.04s
C.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域
D.只研究纸带前端较密的几个点所在区域
4、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,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大些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量和计算
D.作图像时,必须要把描出的各点都连在同一条直线上
5、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是(??
)
A.通过调节,使小车、纸带、细绳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.开始前要先开电源后放纸带,打完点要先断开电源后取纸带
D.钩码的质量越大越好
6.?在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中,用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器(频率为50)、钩码、纸带、细线组成如图(a)所示的装置,钩码拉动小车,小车做匀加速直线运动,得到如图(b)所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出.
（1）.在本实验中,某同学操作了以下实验步骤,其中有明显错误的步骤是________(填写字母)
A.将打点计时器固定在木板上,并接好电路
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.放开纸带,再接通电源
（2）.如图(b)用毫米刻度尺测量得:
、、、,则:打点时小车的速度大小为__________.(结果保留二位有效数字)
（3）.小车运动过程中细线对钩码的拉力__________钩码的重力.(填“>”、“=”、“<”)
7.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,某同学得到如图所示的纸带,已知电源的频率为50,且相邻两计数点间有四点没画出,则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为_____。如果用来表示从点开始各相邻两个计数点间的距离,用表示相邻记数点的时间间隔,则该匀变速直线运动的加速度的表达式为
_____(用符号写出表达式,不要求计算)。打点时物体的速度大小为_____。(保留3位有效数字)
8.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带,1、2、3、4、5为相邻的计数点,相邻计数点间有四个点未画出,计数点间的时间间隔__________.现测得:
,,,.?
???
（1）通过纸带计算2、3两点的速度__________,__________.
（2）小车的加速度为__________.
（3）某次实验做出小车的图象与纵轴有交点,如图2所示,交点的物理意义是__________.
9、利用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的实验,得到如图甲所示的一条纸带,在纸带上共取了七个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。从每一个计数点处将纸带剪开分成六条(分别叫),将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中,得到如图乙所示的直方图。最后将各纸条上端中心连起来,于是得到表示关系的图象。已知打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）为表示关系,图中的x轴对应的物理量是时间t,y轴对应的物理量是速度v。若纸条c的长度为5.0,则图中为__________s,为__________;因为各纸条上端中心连线是__________,所以可以直观地看出小车做匀变速直线运动;
（2）在纸带未剪断时,量出相邻的计数点之间的距离分别是、、、、、)。则小车的加速度__________,打下D点时小车的速度为__________(结果保留两位有效数字)。
10．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50
Hz。由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所示，每一段纸带的一端与x轴相重合。左边与y轴平行，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，请你仔细研究图象，找出这一关系；
(2)设Δt＝0.1
s，请画出小车的v－t图象；
(3)根据图象求出其加速度。
参考答案：
①③⑤⑥⑧⑨;
解析：该实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律,即通过纸带探究小车的速度、加速度等物理量,不需要测量质量,因此需用打点计时器,不需要天平.打点计时器使用的是低压交流电源,而不是低压直流电源.因打点计时器通过打点已经记录了小车的运动时间,故不需要停表.还需细线和纸带进行打点,需钩码和小车及一端有滑轮的长木板使纸带运动,需用刻度尺测量位移,故选出的器材有①③⑤⑥⑧⑨;
2.A中应先接通电源后释放纸带;D中取下纸带前应先断开电源;补充步骤如下：F.换上新纸带，重复操作两次;
BECADF
解析：在用打点计时器探究小车速度随时间变化的实验中,要先接通电源,再释放纸带,选项A错误;选项D在取下纸带前要先断开电源;为了减小实验误差,要重复实验三次,即打三条纸带,然后选择一条比较理想的纸带进行处理,遗漏了此步骤.
3.答案：A
解析：实验中既要考虑减小实验测量时的相对误差,又要得到尽量多的数据以减小误差,只有A项可行
4.答案：ABC
解析：选取计数点适于使被测量和计算的相邻点间的间隔较大,这样在用刻度尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A正确;在实验中,如果小车运动的加速度偏小,纸带上打出的点大部分会很密,这样测量长度的相对误差会较大,测量准确度会降低,因此小车的加速度尽量大些,B正确;为了减小测量长度时的相对误差,舍去纸带上过干密集甚至分辨不清的点是必要的,因此C正确;作图像时,将偏离比较远的点舍去,D错误。
5.答案：AC
解析：实验中调节定滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小摩擦,A正确;要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内,B错误;开始前要先接通电源后松开纸带,这样可以使实验效果更好,打完点要先断开电源后取纸带,C正确;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D错误。
6.答案：1.D;
2.0.61;
3.
7.答案：0.10;
;1.60
解析：根据电源的频率为50可知打点计时器每隔0.02打一个点,则相邻两个计数点之间的时间间隔为;由逐差法可得,得;打点时小车的速度大小为,打点时小车的速度大小为由得,
.
8.答案：0.1;
0.166;
0.216;
0.5;
表示小车的初速度不为零
解析：由题意知.
（1）
.
.
（2）.
（3）图像与纵轴有交点表示小车的初速度不为零.
9答案：1.0.25;0.5;一条倾斜直线;
2.0.42;0.53
解析：1.打点计时器打点周期为0.02s,又相邻计数点间有四个点未画出,故相邻计数点间时间间隔为0.1s,而每段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度,故,;纸条上端中心连线为一倾斜的直线,故可以判断小车做匀变速直线运动;
2.由推论可知,,代入数据解得,打下D点时小车的速度为段纸带的平均速度,即,代入数据解得。
10.答案 (1)在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的。
(2)如解析图所示(3)0.775
m/s2
解析 (1)横坐标中的1、2、3、4、5、6分别表示连续相等时间T＝0.1
s内的6段纸带，而纵坐标表示这6段纸带的位移大小，分别设为x1、x2……x6。仔细观察可得：
x2－x1＝8
mm，x3－x2＝7
mm，x4－x3＝8
mm，x5－x4＝8
mm，x6－x5＝8
mm。
可见在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的。
(2)设想将这6段纸带连接起来，并将每段纸带的上端作为计数点的位置，分别叫A、B、C、D、E、F，则：A点的速度vA＝
mm/s＝265
mm/s＝0.265
m/s。
同理可求得vB＝0.340
m/s，vC＝0.415
m/s，vD＝0.495
m/s，vE＝0.575
m/s。在v－t图中描出B、C、D、E各点，拟合得到直线，如图所示。
(3)由图可知，其加速度等于直线的斜率a＝，在图线上找两点(0.1,0.265)，(0.5,0.575)代入得到加速度为a＝
m/s2＝0.775
m/s2。