高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第一节 匀变速直线运动的特点课后作业题

第二章　匀变速直线运动

第一节　匀变速直线运动的特点

基础过关练

题组一　匀变速直线运动的特点

1.在匀变速直线运动中,下列说法正确的是 (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.相同时间内速度的变化相同

B.相同时间内位置的变化相同

C.相同位移内速度的变化相同

D.相同位移内的平均速度相同

2.下列v-t图像中,表示质点做匀变速直线运动的是 (　　)

3.在“探究小球沿倾斜直槽运动速度变化特点”的实验中,利用数字计时器得出小球经过光电门的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列说法正确的是              (　　)

①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图像不可能为一条直线,而应为一条平滑的曲线

②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们都在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远

③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律

④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的

A.①③　　　B.②④　　　

C.①②　　　D.③④

4.如图为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出。则:计数点2和4之间的距离为　　　　cm。 

题组二　利用光电门分析匀变速直线运动

5.某同学利用气垫导轨研究物体做匀变速运动的规律。如图所示,他将滑块从O点由静止释放(遮光片固定在滑块上),发现遮光片通过AB所用时间与通过BC所用时间都等于0.5 s,测得AB=24 cm,BC=32 cm,则遮光片经过光电门B时的速度为　　　m/s。若遮光片宽度d=2 mm,遮光片经过光电门C的遮光时间为2.78 ms,则遮光片经过C时的速度为　　　m/s。由以上信息可求得滑块的加速度为　　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字) 

6.(2021广东华东理工大学附属中学高一上期中)如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情景,轨道上a、c间距离恰等于小车长度,b是a、c中点。某同学采用不同的挡光片做了三次实验,并对测量精确度加以比较。挡光片安装在小车中点处,光电门安装在c点,它测量的是小车前端P抵达　　　　(选填“a”“b”或“c”)点时的瞬时速度;若每次小车从相同位置由静止释放,记录数据如表所示,那么测得瞬时速度较精确的值为　　　　m/s。 

题组三　利用打点计时器分析匀变速直线运动

7.(2021四川宜宾二中高一下月考,改编)如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了对各个计数点间距离的测量结果。(单位:cm)

为了验证小车的运动是否为匀变速直线运动,该同学进行了以下计算。

相邻两段各位移差与平均值最多相差　　　　cm,即各位移差与平均值最多相差　　　　(用百分数表示),由此可得出结论:　　　　　　　　　。 

8.电磁打点计时器和电火花计时器都是计时仪器,当电源的频率为50 Hz时,这两种仪器打点的时间间隔都为　　　　s。某次实验时,物体的速度均匀增大,某同学得到了几条较为理想的纸带。他在每条纸带上按每5个点取一个计数点,即相邻两计数点之间的时间间隔为　　　　s,依打点的先后次序编号0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了。如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答: 

在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段,应该是　　　　。 

9.用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

图1

主要实验步骤如下:

a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。

b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔0.1 s选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F所示。

图2

c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5。

d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。

图3

结合上述实验步骤,请你完成下列问题:

(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有　　　　和　　　　。(填选项前的字母) 

A.电压合适的50 Hz交流电源        B.电压可调的直流电源

C.刻度尺           D.秒表         E.天平(含砝码)

(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C(v3=0.86 m/s)对应的坐标点,并画出v-t图像。

(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是:　　　　　　　　　　　　　　　　。根据v-t图像计算出小车的加速度a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。 

(4)某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.05 cm,AB=7.68 cm,BC=8.31 cm,CD=8.95 cm,DE=9.57 cm,EF=10.20 cm,通过分析小车的位移变化情况,也能判断小车是否做匀变速直线运动。请你说明这样分析的依据是:　　　　　　　　　　　　　。 

第二章　匀变速直线运动

第一节　匀变速直线运动的特点

基础过关练

1.A　物体做匀变速直线运动时,其速度随时间均匀变化,则相同时间内的速度变化量相同,相同时间内的平均速度不相等,故相同时间内的位置变化不同,A正确,B错误;物体做匀变速直线运动时,其加速度不变,由于速度变化,故通过相同位移所用时间不同,故速度变化不同,平均速度不同,C、D错误。

2.C　A图中,质点的速度保持不变,说明质点做匀速直线运动,A错误。B图中,前一段时间,质点的速度均匀减小;后一段时间,质点的速度均匀增大,加速度发生变化,质点不做匀变速直线运动,B错误。C图中,质点的速度均匀变化,加速度保持不变,质点做匀变速直线运动,C正确。由速度-时间图像的斜率表示加速度可知,质点做加速度逐渐增大的加速运动,D错误。

3.B　实验存在误差,描出的点可能不在一条直线上,而偏离直线太远,则不属于误差,而是错误。而若理想化,则这些点应在一直线上,①③错误,②④正确。故选B。

4.答案　9.46

解析　设计数点1、2间的长度为s1,计数点2、3间的长度为s2,计数点3、4间的长度为s3,计数点4、5间的长度为s4。易知s2=s1+Δx,s3=s2+Δx=s1+2Δx,s4=s3+Δx=s1+3Δx,故s1+s4=2s1+3Δx=s2+s3=3.62 cm+5.84 cm=9.46 cm。

5.答案　0.56　0.72　0.32

解析　遮光片经过光电门B时的速度为vB= m/s=0.56 m/s,遮光片经过光电门C时的速度为vC== m/s=0.72 m/s,滑块的加速度为a== m/s2=0.32 m/s2。

6.答案　b　1.90

解析　挡光片安装在小车中点处,光电门安装在c点,当挡光片到达光电门处时,小车前端P刚好抵达b点,故它测量的是小车前端P抵达b点时的瞬时速度。光电门测速的原理是:用极短时间内的平均速度代替中间某时刻的瞬时速度,即用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间,用挡光片通过光电门的平均速度近似表示小车运动的瞬时速度,所以挡光片宽度越小,通过光电门的时间越短,平均速度越接近瞬时速度,从数据可知,测量瞬时速度较精确的是第3次实验,故精确的瞬时速度为1.90 m/s。

7.答案　0.05　3.2%　在误差允许的范围内,相邻相等时间内的位移差相等,小车做匀变速直线运动

解析　由表格数据可知,各位移差的平均值为1.58 cm,x5-x4=1.53 cm,与平均值相差最多,为0.05 cm,即各位移差与平均值最多相差×100%≈3.2%,故得出结论:在误差允许的范围内,相邻相等时间内的位移差相等,小车做匀变速直线运动。

8.答案　0.02　0.10　C

解析　打点计时器是一种计时仪器,电源频率为50 Hz时,打点间隔为0.02 s。每5个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为5×0.02 s=0.10 s。由于物体的速度均匀增大,在连续相等时间内的位移之差应为一定值,可得x2-x1=Δx,x5-x2=3Δx。

由图中数据可知,A段纸带:x2-x1=36.0 mm-30.0 mm=6.0 mm

B段纸带:x5-x2=48.1 mm-36.0 mm=12.1 mm

C段纸带:x5-x2=54.0 mm-36.0 mm=18.0 mm

D段纸带:x5-x2=60.2 mm-36.0 mm=24.2 mm

可见只有C段纸带满足x5-x2=3Δx,所以从A纸带上撕下的那段应是C段。

9.答案　(1)A　C　(2)图见解析　(3)小车速度随时间均匀变化　

0.63　(4)做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的位移差是相等的

解析　(1)图中打点计时器工作时应使用50 Hz的交流电源,而不是直流电源,A正确,B错误;测量纸带上的点之间的距离时,还需要用到刻度尺,C正确;利用打点计时器可以记录时间,不需用秒表计时,D错误;实验用不到天平,因为不用测量质量,E错误。

(2)先画出计数点C对应的坐标点,即在时间为0.3 s时找出对应的速度0.86 m/s即可,然后将图中各点用直线拟合。

(3)因为小车运动的v-t图线是一条直线,说明其加速度是不变的,故小车做匀变速直线运动。计算加速度时,需要在直线上取两个点,所取的点间距尽量大一些,小车的加速度为a= m/s2=0.63 m/s2。

(4)由于在匀变速直线运动中,任意两个相邻相等时间内的位移之差是相等的,故我们只需要验证这个运动中的位移是不是满足这个关系就可以。