2018年秋高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1.doc

第二章1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1某同學(xué)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，所得紙帶點(diǎn)間距過(guò)密，若利用該紙帶分析小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況，下列做法可行的是(A)A每隔9個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.2sB每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04sC只研究紙帶后端幾個(gè)間距較大的點(diǎn)所在區(qū)域D只研究紙帶前端較密的幾個(gè)點(diǎn)所在區(qū)域解析：實(shí)驗(yàn)中既要考慮減小實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差，又要得到盡量多的數(shù)據(jù)以減小誤差，只有A項(xiàng)可行。2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(C)A長(zhǎng)木板一定要水平擺放B使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，不必估讀C使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，要估讀到最小刻度的下一位D作vt圖象時(shí)，所描線必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)解析：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一般長(zhǎng)木板應(yīng)平放，不能側(cè)向傾斜，但適當(dāng)一端高一端低，也是可以的，A錯(cuò)誤。使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，需要估讀，B錯(cuò)誤、C正確。作vt圖象時(shí)，若各點(diǎn)與直線擬合，則作直線并使直線經(jīng)過(guò)盡量多的點(diǎn)，D錯(cuò)誤。3在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列方法中有益的是(ACD)A選取記數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)解析：用計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法，利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算可減小測(cè)量誤差；選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)可以減小因速度變化不均勻帶來(lái)的誤差。4在實(shí)驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如圖所示。在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)。下列思考有道理的是(BD)A這10個(gè)點(diǎn)無(wú)論如何也不在一條直線上，因此小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條平滑的曲線B這10個(gè)點(diǎn)中有8個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直線附近，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn)C在8個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫(huà)在一條直線上(A、D、G、I)，有六個(gè)點(diǎn)不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的解析：考慮有誤差，才不可能在一直線上，若理想化，這些點(diǎn)將都在一直線上，A、C錯(cuò)誤，B、D正確。二、非選擇題5在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)從下列器材中，選出實(shí)驗(yàn)所需的器材_；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€缺少_交流電源_。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；天平；低壓直流電源；細(xì)繩；紙帶；小車(chē)；鉤碼；秒表；一端有滑輪的長(zhǎng)木板。(2)下列操作中正確的有_AC_。(填選項(xiàng)代號(hào))A通過(guò)調(diào)節(jié)，使小車(chē)、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上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開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶D鉤碼的質(zhì)量越大越好解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，所用電源為交流電，因此不用選，但實(shí)驗(yàn)還缺少低壓交流電源，鉤碼的質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)中不用測(cè)量，因此不用選。(2)實(shí)驗(yàn)中要調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車(chē)、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A對(duì)；要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，所以B錯(cuò)；開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶，這樣可以使實(shí)驗(yàn)效果更好，所以C對(duì)；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，以100g左右為宜，所以D錯(cuò)。6在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，給出了從0點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得：x11.40cm，x21.90cm，x32.38cm，x42.88cm，x53.39cm，x63.87cm。那么：(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車(chē)的速度分別為：v1_16.50_cm/s，v2_21.40_cm/s，v3_26.30_cm/s，v4_31.35_cm/s，v5_36.30_cm/s。(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出vt圖象。(3)分析小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。答案：(2)如圖所示(3)速度隨時(shí)間均勻增加解析：(1)顯然，兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)0.02s50.1s。對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的速度分別為：v1cm/s16.50cm/sv2cm/s21.40cm/sv3cm/s26.30cm/sv4cm/s31.35cm/sv5cm/s36.30cm/s(2)利用描點(diǎn)法作出vt圖象，如圖所示。(3)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線，它們成“線性關(guān)系”，說(shuō)明速度隨時(shí)間均勻增加。 能力提升 一、選擇題(單選題)1(湖北省襄陽(yáng)一中20162017學(xué)年高一上學(xué)期月考)在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s)0.100.200.300.400.500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm/s)44.062.081.0100.0119.0138.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是(C)A根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式av/t算出加速度B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖象，量出其傾角，由公式atan求出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖象，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式av/t算出加速度D依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度解析：方法A偶然誤差較大。方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也比較大。只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的vt圖象，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖象，方法B是錯(cuò)誤的。正確的方法是根據(jù)圖象找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式av/t算出加速度，即方法C。二、非選擇題2如圖所示是小球沿斜面滾下的頻閃照片，照片中每?jī)蓚€(gè)相鄰小球像的時(shí)間間隔是0.1s，這樣便記錄了小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。設(shè)開(kāi)始時(shí)的位置為0，依次為位置1、2、3、4、5，小球運(yùn)動(dòng)的位移可以用刻度尺測(cè)量。小球在位置1、2、3、4的速度分別最接近_0.80_m/s、_1.15_m/s、_1.50_m/s、_1.85_m/s，小球滾下過(guò)程的加速度為_(kāi)3.50_m/s2。(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)解析：利用圖中給出的數(shù)據(jù)，可以求得各段的平均速度。兩相鄰小球像的時(shí)間間隔為0.1s，而平均速度最接近中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則有v102m/s0.80m/s，v213m/s1.15m/s，v324m/s1.50m/s，v435m/s1.85m/s，以位置0對(duì)應(yīng)時(shí)刻為0，由以上數(shù)據(jù)作出vt圖象如圖所示。在vt圖象上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)v10.80m/s，t10.1s，v41.85m/s，t40.4s，則am/s23.50m/s2，故小球滾下過(guò)程的加速度為3.50m/s2。3(山東省濟(jì)南一中20172018學(xué)年高一上學(xué)期期中)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，(1)下列說(shuō)法正確的是_B_A先釋放紙帶，再接通電源B先接通電源，后釋放紙帶C先接通電源或先釋放紙帶都可以D紙帶上打點(diǎn)越密集說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)速度越大(2)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，選用_交流_(選填“直流”或“交流”)電源，若頻率為50Hz，每隔_0.02_s打一個(gè)點(diǎn)。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5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0,1,2,3,4。量得x130.0mm，x236.0mm，x342.0mm，x448.0mm，則打1和4點(diǎn)之間的平均速度為_(kāi)0.42_m/s，打2個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為_(kāi)0.39_m/s，小車(chē)的加速度為_(kāi)0.6_m/s2。解析：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故A、C錯(cuò)誤，B正確；紙帶上打點(diǎn)越密集說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)速度越小，故D錯(cuò)誤。(2) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，頻率為50Hz，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)；1和4點(diǎn)之間的平均速度為：m/s0.42m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度為：v2m/s0.39m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)3的瞬時(shí)速度v30.45m/s，小車(chē)的加速度a0.6m/s2。4如圖甲所示，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。小車(chē)開(kāi)始在水平玻璃板上運(yùn)動(dòng)，后來(lái)在薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)。所打出的紙帶及相鄰兩點(diǎn)間的距離(單位：cm)如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02s。試用作圖法(vt圖象)求出小車(chē)在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度。答案：0.85m/s解析：設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，則有v1cm/s75cm/s0.75m/s，v2cm/s65cm/s0.65m/s，v3cm/s55cm/s0.55m/s，v4cm/s45cm/s0.45m/s，v5cm/s35cm/s0.35m/s，以速度為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。用描點(diǎn)法作出小車(chē)在薄布上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的vt圖象。將圖象延長(zhǎng)，使其與縱軸相交，如圖所示。由圖象可知，小車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)的初速度為0.85m/s，即為小車(chē)在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度。