2019-2020年高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第16天 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律（含解析）新人教版.doc

2019-2020年高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第16天 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律（含解析）新人教版考綱要求：難易程度：在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，（1）下列說(shuō)法正確的是_。A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不一定要使用交流電B在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)緊挨在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)后再釋放小車(chē)D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓一定是6 V交流電（2）某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)作0、1、2、3、4。量得2、3兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s3=30.0 mm，3、4兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s4=48.0 mm，則小車(chē)在打3計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的速度為_(kāi)m/s，小車(chē)的加速度為_(kāi)m/s2?！緟⒖即鸢浮浚?）BC （2）0.39 1.8【試題解析】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一定要使用交流電，A錯(cuò)誤；在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)緊挨在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁，B正確；應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)（打點(diǎn)穩(wěn)定）后再釋放小車(chē)，C正確；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓是46 V交流電，D錯(cuò)誤。（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程的平均速度，可得打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車(chē)的速度，根據(jù)逐差法可得小車(chē)的加速度a= =m/s2=1.8 m/s2。【知識(shí)補(bǔ)給】紙帶數(shù)據(jù)的處理紙帶上的點(diǎn)跡包含著直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的豐富信息，通過(guò)數(shù)點(diǎn)就可以得到時(shí)間，用刻度尺直接測(cè)量就可以得到位移，通過(guò)計(jì)算，一般還能得到瞬時(shí)速度和加速度。（1）計(jì)算瞬時(shí)速度常用到的規(guī)律是：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中某過(guò)程的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。（2）計(jì)算勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度，常用逐差法公式x=aT2設(shè)兩段相鄰的相等時(shí)間間隔（T）內(nèi)的位移分別為x1、x2，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x1=v0T+aT2，x2=v1T+aT2，聯(lián)立可得x=x2x1=（v1v0）T=aT2，這里的T不必一定取打點(diǎn)周期或計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔，而應(yīng)結(jié)合具體情境進(jìn)行選取，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)使所選取的范圍盡量大，以減小誤差。對(duì)兩段不相鄰，但等時(shí)間間隔（T）的位移xn、xm（xn、xm之間的時(shí)間間隔為（mn1）T），由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有xn=vn1T+aT2，xm=vm1T+aT2，聯(lián)立可得xmxn=（vm1vn1）T=（mn）aT2。在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A在紙帶上選取記數(shù)點(diǎn)，必須每5個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)B在進(jìn)行該探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該讓小車(chē)的加速度盡量小些C在利用速度時(shí)間圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)選取間隔較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)由加速度的定義式計(jì)算加速度的大小D在進(jìn)行該探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可用低壓直流電源在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是A通過(guò)調(diào)節(jié)，應(yīng)使小車(chē)、紙帶、拉線(xiàn)和定滑輪上邊緣在一條直線(xiàn)上B坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好C開(kāi)始前要先接通電源后松紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶D鉤碼的質(zhì)量越大越好在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（所用交流電的頻率為50 Hz）得到如圖所示的紙帶。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，下列表述正確的是A實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源B相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 sC可表示出最接近計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率D相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s在測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇標(biāo)為05的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。紙帶旁并排放著帶有最小刻度為毫米的刻度尺，零點(diǎn)跟0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，由圖可以讀出1、3、5三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)跟0點(diǎn)的距離d1、d3、d5，填入表格中。計(jì)算打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度為_(kāi)m/s，打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車(chē)的速度為_(kāi)m/s；小車(chē)的加速度是_m/s2。在測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度實(shí)驗(yàn)中，如圖為接在周期T=0.02 s低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。由圖中的數(shù)據(jù)可得：（計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）（1）該物體的加速度為_(kāi)m/s2。（2）第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離約為_(kāi)cm。（3）打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度約為_(kāi)m/s。實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s。（1）根據(jù)紙帶可判定小車(chē)做_運(yùn)動(dòng)。（2）根據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度：vD=_m/s，vC=_m/s，vB=_m/s。在如圖乙所示坐標(biāo)中作出小車(chē)的vt圖線(xiàn)。小車(chē)的加速度a=_。（3）將圖線(xiàn)延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度的物理意義是_。用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：a安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。b選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O（t=0），然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F所示。c通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5。d以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有_和_（填選項(xiàng)前的字母）。A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C刻度尺D秒表E天平（含砝碼）（2）在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫(huà)出vt圖象。（3）觀察vt圖象，可以判斷小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是_。vt圖象斜率的物理意義是_。（4）描繪vt圖象前，還不知道小車(chē)是否做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)t的要求是_（選填“越小越好”或“與大小無(wú)關(guān)”）；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的x大小與速度測(cè)量的誤差_（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）?！緟⒖即鸢浮繎?yīng)先接通電源后釋放紙帶，打完點(diǎn)后，應(yīng)先斷開(kāi)電源后取紙帶，C正確。如果實(shí)驗(yàn)中加速度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致打出的點(diǎn)非常少，不利于我們研究，所以鉤碼的質(zhì)量不是越大越好，D錯(cuò)誤。BC 在“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開(kāi)紙帶，故選項(xiàng)A錯(cuò)。B點(diǎn)為A與C點(diǎn)的中間時(shí)刻，有vB，故選項(xiàng)C對(duì)。由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以時(shí)間間隔為0.1 s，故選項(xiàng)D錯(cuò)，B對(duì)。1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.6按刻度尺的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)，要估讀到最小刻度的下一位，d1、d2、d3分別讀得1.20 cm、5.40 cm、12.0 cm，可得打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度為，打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車(chē)的速度為；由逐差法可得a=m/s2=0.6 m/s2。（1）0.74 （2）4.36 （3）0.40（1）由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論xmxn=（mn）at2，得a=m/s2=0.74 m/s2。（2）設(shè)第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為x2，由，得。（3）打計(jì)數(shù)點(diǎn)1和計(jì)數(shù)點(diǎn)2過(guò)程的中間時(shí)刻，物體的速度，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)物體的速度。（1）勻加速直線(xiàn) （2）3.90 2.64 1.38 如圖 12.6 m/s2 （3）小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度（1）根據(jù)x=aT2，由紙帶數(shù)據(jù)可知x=12.6 cm，可判斷小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（1）AC （2）C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為 如圖所示 （3）小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化 加速度 （4）越小越好 有關(guān)（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源；為了計(jì)算速度需要利用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度。故需要的儀器選AC。（2）利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線(xiàn)，得圖象 【點(diǎn)睛】本題考查了速度與與時(shí)間得關(guān)系，速度沒(méi)有辦法直接測(cè)量，所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換成我們能夠測(cè)量的量，然后在來(lái)驗(yàn)證速度與時(shí)間得關(guān)系。