高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律优秀课后复习题

第1节   实验：探究小车速度随时间变化的规律

一、实验原理与器材

1．（2021·浙江台州·高一期中）小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：如图所示是两种常见的打点计时器。

（1）其中_______是电磁打点计时器（选甲或乙）；

（2）小明选择了电磁打点计时器，为达到实验目的，还需要下列哪些器材？________；

A． B． C． D． E.

（3）在该实验中，下列说法中正确的是_______；

A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端

B．开始实验时小车远离打点计时器一端

C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车

D．牵引小车的钩码个数越多越好

（4）实验得到的一条纸带如图所示，打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，则根据纸带，回答下列问题：

①根据纸带的数据，计数点1时小车对应的速度为：v1=______m/s（保留两位有效数字）；

②据此可求出小车从0到4计数点内的加速度为a=______m/s2。（保留两位有效数字）。

2．（2021·辽宁实验中学高一期中）某同学用如图甲所示装置研究物块的匀变速直线运动。

（1）实验所用的打点计时器如图乙所示，该打点计时器所用的电源是(      )

A．的交流电　B．的直流电　C．的交流电

（2）实验中得到一条清晰的纸带如下图所示，并在其上取7个点．

以打A点为计时零点，以t为横坐标、（其中d为各点到A点的距离，t表示A点到各点的运动时间）为纵坐标，得到图象的斜率为k，则加速度的大小为________；图线与纵轴的交点表示的物理意义是：________。

（3）该同学认为：图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块在t时间内运动的位移大小．他的观点是________（选填“正确”或“错误”）的。

二、实验操作与数据处理

3．（2021·江西·进贤县第一中学高一阶段练习）课外时间某同学利用如图所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。

（1）实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，还须使用的是___________（选填选项前的字母）的。

A．天平          B、秒表                 C．刻度尺

（2）打点计时器接___________ （填交流、 直流）电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔___________秒打一个点；

（3）下列实验步骤的正确顺序是。___________ （ 用字母填写）

A．关闭电源，取下纸带

B．接通电源后，放开小车

C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔

D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

4．在做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T0＝0.02 s的交流电源。

他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如表所示：

（1）计算vF的公式为vF＝________（用已知量字母表示）。

（2）根据表中记录的数据，作出v-t图像________，令B点为计时起点，并求得物体的加速度a＝_______m/s2。

（3）如果当时电网中交变电流的频率是f＝51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

5．（2021·江苏·沛县教师发展中心高一阶段练习）利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。

(1)若使用的交流电频率为50Hz，打点计时器每隔_______s打一次点；

(2)甲图中打点计时器的工作电源是_________。

A．220V直流电源       B．220V交流电源

C．8V直流电源            D．8V交流电源

(3)在做该实验时，下列说法正确的是________；

A．先接通电源，后释放纸带

B．停电后也可换用干电池来做

C．释放小车时小车应在靠近打点计时器的一端

D．计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取

(4)如图乙所示为小车做匀加速直线运动打出的一条纸带，A、B、C、D、E是五个相邻的计数点，两相邻计数点间还有四个点未画出，电源频率为50Hz。打点计时器打下点C时小车的速度vC=______m/s。通过对纸带数据分析，得到小车的加速度为a=_____m/s2.（结果保留两位有效数字）。

6．某同学利用电火花计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，如图（甲）所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点（后面计数点未画出），相邻计数点间有4个点迹未画出。所使用的交流电的频率为50Hz。

(1)为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF……等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图（乙）所示。若各段纸带上方的左上角、中点或各段纸带的中点连接后为一条直线，则可以判断此小车_____（选填：“是”或“不是”）做匀变速直线运动。

(2)在图中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm，则打下点迹A时，小车运动的速度大小是_____m/s，小车运动的加速度大小是_____m/s2（本小题计算结果均保留两位有效数字）

(3)如果当时电网中交流电的频率是f=51Hz而电压不变，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值_____实际值（填“大于”，“等于”或“小于”）

(4)如果当时电网中交流电的电压变为210V而频率不变，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值_____实际值（填“大于”，“等于”或“小于”）

7．（2021·浙江·宁波赫威斯肯特学校高一阶段练习）在做“研究匀变速直线运动”的实验中。

（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________。

（2）如图甲所示是某同学由打点计时器得到的记录小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔为0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.

表中列出了打点计时器打下B、C、F三点时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。

（3）以A为计时起点，在图乙的坐标图中画出小车的速度—时间图线________。

（4）根据画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度大小a＝________m/s2（结果保留2位有效数字）。

（5）如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值______（填“偏大”“偏小”或“相同”）。

8．（2022·安徽·合肥市第六中学高一开学考试）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物体在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为。（不计空气阻力，）

（1）所用实验器材除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有___________（填选项代号）

A．电压合适的交流电源       B．电压合适的直流电源       C．刻度尺 D．秒表       E.天平

（2）计数点4对应的速度大小___________（保留两位有效数字）。

（3）物块减速运动过程中加速度的大小为___________（保留三位有效数字）。

（4）重物落地瞬间，物块的速度为___________（保留三位有效数字）。

9．（2019·全国·高考真题）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）．

10．（2016·海南·高考真题）某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）．

根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动．回答下列问题：

（1）在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s．在打出D点时，物块的速度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）

（2）物块的加速度大小为_______m/s2．（保留两位有效数字）

11．（2017·全国·高考真题）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。 （已知滴水计时器每30 s内共滴下91个小水滴）

(1)由 图（b）可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；

(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为______ m/s，加速度大小为______ m/s2。（结果均保留2位有效数字）

12．（2016·天津·高考真题）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．

（1）实验中必要的措施是______．

A．细线必须与长木板平行             B．先接通电源再释放小车

C．小车的质量远大于钩码的质量       D．平衡小车与长木板间的摩擦力

（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字）

13．（2017·全国·高考真题）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．

实验步骤如下：

①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；

③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；

⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．

完成下列填空：

(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝________.

(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)