2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第16天 實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(含解析)新人教版.doc
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2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第16天 實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(含解析)新人教版 考綱要求:Ⅱ 難易程度:★★★☆☆ 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中, (1)下列說法正確的是_________。 A.打點計時器不一定要使用交流電 B.在釋放小車前,小車應(yīng)緊挨在打點計時器旁 C.應(yīng)先接通電源,待打點計時器開始打點后再釋放小車 D.打點計時器工作電壓一定是6 V交流電 (2)某次實驗中得到的一條紙帶如圖所示,從比較清晰的點起,每五個計時點取一個點作為計數(shù)點,分別標作0、1、2、3、4。量得2、3兩計數(shù)點間的距離s3=30.0 mm,3、4兩計數(shù)點間的距離s4=48.0 mm,則小車在打3計數(shù)點時的速度為__________m/s,小車的加速度為__________m/s2。 【參考答案】(1)BC (2)0.39 1.8 【試題解析】(1)打點計時器一定要使用交流電,A錯誤;在釋放小車前,小車應(yīng)緊挨在打點計時器旁,B正確;應(yīng)先接通電源,待打點計時器開始打點(打點穩(wěn)定)后再釋放小車,C正確;電磁打點計時器工作電壓是4~6 V交流電,D錯誤。 (2)根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程的平均速度,可得打計數(shù)點3時小車的速度,根據(jù)逐差法可得小車的加速度a= =m/s2=1.8 m/s2。 【知識補給】 紙帶數(shù)據(jù)的處理 紙帶上的點跡包含著直線運動過程中的豐富信息,通過數(shù)點就可以得到時間,用刻度尺直接測量就可以得到位移,通過計算,一般還能得到瞬時速度和加速度。 (1)計算瞬時速度常用到的規(guī)律是:勻變速直線運動中某過程的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。 (2)計算勻變速直線運動的加速度,常用逐差法公式Δx=aT2 設(shè)兩段相鄰的相等時間間隔(T)內(nèi)的位移分別為x1、x2,則由運動學公式有x1=v0T+aT2,x2=v1T+aT2,聯(lián)立可得Δx=x2–x1=(v1–v0)T=aT2,這里的T不必一定取打點周期或計數(shù)點間時間間隔,而應(yīng)結(jié)合具體情境進行選取,一般來說應(yīng)使所選取的范圍盡量大,以減小誤差。 對兩段不相鄰,但等時間間隔(T)的位移xn、xm(xn、xm之間的時間間隔為(m–n–1)T),由運動學公式有xn=vn–1T+aT2,xm=vm–1T+aT2,聯(lián)立可得xm–xn=(vm–1–vn–1)T=(m–n)aT2。 在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗時,下列說法正確的是 A.在紙帶上選取記數(shù)點,必須每5個點選取一個 B.在進行該探究實驗時,應(yīng)該讓小車的加速度盡量小些 C.在利用速度–時間圖象處理實驗數(shù)據(jù)時,應(yīng)選取間隔較遠的兩點由加速度的定義式計算加速度的大小 D.在進行該探究實驗時,電磁打點計時器可用低壓直流電源 在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中,下列說法中正確的是 A.通過調(diào)節(jié),應(yīng)使小車、紙帶、拉線和定滑輪上邊緣在一條直線上 B.坐標軸單位長度越小越好 C.開始前要先接通電源后松紙帶,打完點要先斷開電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)得到如圖所示的紙帶。圖中的點為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來,下列表述正確的是 A.實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源 B.相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s C.可表示出最接近計數(shù)點B對應(yīng)的速率 D.相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02 s 在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中,打點計時器使用的交流電的頻率為50 Hz,記錄小車做勻變速運動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇標為0~5的6個計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出。紙帶旁并排放著帶有最小刻度為毫米的刻度尺,零點跟0計數(shù)點對齊,由圖可以讀出1、3、5三個計數(shù)點跟0點的距離d1、d3、d5,填入表格中。 計算打計數(shù)點2時小車的速度為_________m/s,打計數(shù)點4時小車的速度為_________m/s;小車的加速度是____________m/s2。 在測定勻變速直線運動的加速度實驗中,如圖為接在周期T=0.02 s低壓交流電源上的打點計時器,在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶,每5個計時點取1個計數(shù)點,但第3個計數(shù)點沒有畫出。由圖中的數(shù)據(jù)可得:(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)) (1)該物體的加速度為_________m/s2。 (2)第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離約為________cm。 (3)打第2個計數(shù)點時該物體的速度約為__________m/s。 實驗中,如圖甲所示為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運動。 (2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度:vD=_______m/s,vC=_______m/s,vB=_______m/s。在如圖乙所示坐標中作出小車的v–t圖線。小車的加速度a=________。 (3)將圖線延長與縱軸相交,交點對應(yīng)的速度的物理意義是_____________________。 用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 主要實驗步驟如下: a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復(fù)幾次。 b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點,如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……。 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。 結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(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中已標出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標點,請在該圖中標出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標點,并畫出v–t圖象。 (3)觀察v–t圖象,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據(jù)是__________________。v–t圖象斜率的物理意義是______________________。 (4)描繪v–t圖象前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度,從理論上講,對△t的要求是______(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從實驗的角度看,選取的△x大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 【參考答案】 應(yīng)先接通電源后釋放紙帶,打完點后,應(yīng)先斷開電源后取紙帶,C正確。如果實驗中加速度過大,會導致打出的點非常少,不利于我們研究,所以鉤碼的質(zhì)量不是越大越好,D錯誤。 BC 在“研究勻變速直線運動”的實驗中,實驗時應(yīng)先接通電源再放開紙帶,故選項A錯。B點為A與C點的中間時刻,有vB=,故選項C對。由于相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出,所以時間間隔為0.1 s,故選項D錯,B對。 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,可得打計數(shù)點2時小車的速度為,打計數(shù)點4時小車的速度為;由逐差法可得a==m/s2=0.6 m/s2。 (1)0.74 (2)4.36 (3)0.40 (1)由勻變速直線運動的推論xm–xn=(m–n)at2,得a==m/s2=0.74 m/s2。 (2)設(shè)第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離為x2,由,得。 (3)打計數(shù)點1和計數(shù)點2過程的中間時刻,物體的速度,則打計數(shù)點2時物體的速度。 (1)勻加速直線 (2)3.90 2.64 1.38 如圖 12.6 m/s2 (3)小車經(jīng)過A點的速度 (1)根據(jù)?x=aT2,由紙帶數(shù)據(jù)可知?x=12.6 cm,可判斷小車做勻加速直線運動。 (1)AC (2)C點的橫坐標為3T,縱坐標為 如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化 加速度 (4)越小越好 有關(guān) (1)打點計時器需用交流電源;為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選AC。 (2)利用所給點跡描點連線,得圖象 【點睛】本題考查了速度與與時間得關(guān)系,速度沒有辦法直接測量,所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換成我們能夠測量的量,然后在來驗證速度與時間得關(guān)系。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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