高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度评优课课件ppt

第3节 位置变化快慢的描述-速度（第2课时）

姓名：___________班级：___________考号：___________

1．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　）

A．换用宽度更窄的遮光条

B．提高测量遮光条宽度的精确度

C．使滑块的释放点更靠近光电门

D．增大气垫导轨与水平面的夹角

【答案】A

【详解】利用平均速度等效替代瞬时速度；遮光条越窄，或速度越大，遮光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，即换用宽度更窄的遮光条，即可实现趋向于0，而提高测量遮光条宽度的精确度，或者滑块的释放点更靠近光电门，及增大气垫导轨与水平面的夹角均不能达到趋向于0的条件；故A正确，BCD错误。故选A。

2．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带如图所示，要求测出D点的瞬时速度。本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是（　　）

A．＝vD，Δt1＝0.14s B．＝vD，Δt2＝0.06s

C．＝vD，Δt3＝0.1s D．＝vD，Δt4＝0.04s

【答案】D

【详解】求D点的瞬时速度，最准确的应是用包含该点且与该点相邻的两点之间的平均速度来表示，

又CE间的时间间隔应为0.04s。故选D。

3．一质点在x轴上只朝着x轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后（    ）

A．质点在前14s内的位移大小和路程不相等

B．质点在8s末的瞬时速度大小为6m/s

C．质点在0到14s内的平均速度为1m/s

D．质点在12s末的瞬时速度一定是2m/s

【答案】C

【详解】A. 质点在前14s内的位移大小和路程都等于14m    ，A错误；

B. 无法确定质点在8s末的瞬时速度大小，B错误；

C. 质点在0到14s内的平均速度为

C正确；    

D. 无法确定质点在12s末的瞬时速度，D错误。

故选C。

4．关于电磁式打点计时器的工作原理，下列说法不正确的是（　　）

A．电磁式打点计时器使用交流电源，工作电压约为8V

B．当线圈通电时，线圈产生的磁场使振片磁化

C．由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期是线圈中的电流变化周期的一半

D．振动片的一端装有振针，当纸带从针尖下通过时，便通过复写纸盘在纸带上打下一系列点，以此来记录时间和位置变化

【答案】C

【详解】A．电磁式打点计时器使用交流电源，工作电压约为8V，A正确；

B．当线圈通电时，线圈产生的交变磁场使振动片磁化，B正确；

C．由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02s，C错误；

D．振动片的一端装有振针，在磁场力作用下振动片将上下振动并让振针在纸带上打出点，当纸带从针尖下通过时，便通过复写纸盘在纸带上打下一系列点，以此来记录时间和位置变化，D正确。

故选C。

5．关于实验误差，以下说法正确的是

A．测量值与被测物理量的真实值之间的差异叫误差

B．偶然误差是由于实验仪器缺陷而造成的误差

C．实验时可以采用多次测量取平均值的方法来减小系统误差

D．绝对误差是因为没有将运动看成是绝对的、静止的而造成的误差

【答案】A

【分析】测量值与被测物理量的真实值之间的差异叫误差，误差无法避免，系统误差是由于实验仪器缺陷而造成的误差，而偶然误差是可以减小的．绝对误差=测量值-真实值．

【详解】测量值与被测物理量的真实值之间的差异叫误差，故A正确；偶然误差是由于实验操作、实验读数而造成的误差，故B错误；系统误差是由于实验仪器缺陷而造成的误差，实验时可以采用多次测量取平均值的方法来减小偶然误差，但不能减小系统误差，故C错误；绝对误差是测量值减去真实值，故D错误；故选A．

【点睛】考查误差是不可避免的，且各种误差的区别与联系，理解系统误差与偶然误差，掌握相对误差与绝对误差．

6．在《探究小车速度随时间变化的规律》和《探究加速度与力、质量的关系》等实验中都用到了电磁打点计时器，电磁打点计时器使用的电源应是（　　）

A．6V以下的交流电源

B．6V以下的直流电源

C．220V的交流电源

D．220V的直流电源

【答案】A

【详解】打点计时器分两种，一是电磁打点计时器，利用的原理是通电线圈的吸引，使用的是6V以下的交流电源；二是电火花打点计时器，使用的是220V的交流电源，故A正确。

7．下列关于打点计时器的说法正确的是（　　）

A．打点计时器使用低压直流电源

B．电火花计时器使用8V交变电源

C．使用电磁打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02s（电源频率为50Hz）

D．使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.01s（电源频率为50Hz）

【答案】C

【详解】A．打点计时器使用的是低压交流电源，故A错误；

B．电火花计时器使用的是220V交变电源，故B错误；

CD．电源频率为50Hz时，使用电磁打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为

故C正确，D错误。

故选C。

8．在“练习使用打点计时器”的实验中，若电源频率为50Hz，下列说法正确的是（　　）

A．电火花计时器使用6V以下的交变电源

B．使用的电源电压越高，打点的时间间隔就越大

C．纸带上打的点越密，说明物体运动越快

D．连续n个计时点间的时间间隔为

【答案】D

【详解】A．电火花计时器使用220V的交变电源，故A错误；

B．由于电源频率为50Hz，则打点周期为0.02s，打点周期与电源电压无关，故B错误；

C．纸带上打的点越密，说明物体在相等时间内运动的距离越短，则物体运动越慢，故C错误；

D．每相邻两个计时点间的时间间隔为0.02s，连续n个计时点间有个间隔数，故时间间隔为，故D正确。

故选D。

9．（多选题）通过打点计时器得到的一条打点不均匀的纸带，如图所示，下列判断正确的是（　　）

A．点密集的地方物体运动的速度比较大

B．点密集的地方物体运动的速度比较小

C．点不均匀说明物体做变速运动

D．点不均匀说明打点计时器有故障

【答案】BC

【详解】点子密集说明在相同的时间内物体的位移小，则速度小；点子不均匀说明物体在相等的时间内位移不相等，说明物体做变速运动。

故选BC。

10．（多选题）通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是（ ）

A．点密集的地方物体运动的速度比较大

B．点密集的地方物体运动的速度比较小

C．点不均匀说明物体在相等时间内发生的位移不相等

D．点不均匀说明打点计时器有故障

【答案】BC

【详解】AB．纸带上每相邻两个点之间的时间都相等，所以点密集的地方，说明相同时间内纸带通过打点计时器的距离短，所以物体运动的速度比较小，故选项A错误，B正确；

CD．点不均匀是因为物体在相等的时间内发生的位移不相等，故选项C正确，D错误．

故选BC。

11．在“练习使用打点计时器”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是（　　）

A．先拉动纸带，后接通电源

B．必须从第一个点开始选取整条纸带

C．根据情况选取点迹清晰的部分纸带

D．连续n个计时点间的时间间隔为n×0.02s

【答案】C

【详解】A．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，故A错误；

BC．应根据情况选取点迹清晰的部分纸带，不一定从第一个点开始，故B错误，C正确；

D．每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02s，连续n个计时点间有（n－1）个时间间隔，故时间间隔为（n－1）×0.02s，故D错误。

故选C。

12．如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，其中a、b间的平均速度最大的是(　　)

A．B．C．D．

【答案】A

【详解】由于打点计时器打点的时间间隔不变，打下相同个数点所用的时间相同，则运动相同位移ab时纸带A所用时间最短，所以纸带A中a、b间的平均速度最大。

故选A。

13．（多选题）关于误差和有效数字，下列说法正确的是（　　）

A．测出一个物体长为123.6cm，采用的测量工具的最小刻度是厘米

B．0.92与0.920含义是不一样的

C．多测几次求平均值可减小系统误差

D．0.082是三位有效数字，103.6cm是四位有效数字

【答案】AB

【详解】A．一个物体长为123.6 cm，最后的一位：0.6cm是估读的，所以采用的测量工具的最小刻度是厘米，A正确；

B．0.92是两位有效数字，而0.920是三位有效数字，它们的含义是不同的，故B正确；

C．求多次测量的平均值是减小误差有效的方法之一，可以减小偶然误差，不能减小系统误差，C错误；

D．有效数字是从第一个不为0的数字开始的，0.082是两位有效数字，D错误。

故选AB。

14．（多选题）下列关于打点计时器在使用过程中的操作错误的是（　　）

A．固定好打点计时器，将打点计时器与直流电源连接好

B．无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面

C．实验时应先拉动纸带，再接通电源，打点后及时关闭电源

D．取出纸带，分析纸带上记录的运动信息

【答案】ABC

【详解】A.打点计时器所用的电源是交流电源，故选项A符合题意；

B.电火花打点计时器在使用时是不用复写纸的，故选项B符合题意；

C.安装好实验器材后，在实验时应该先接通电源，再拉动纸带，打点结束后应及时关闭打点计时器的电源，故选项C符合题意；

D.纸带上记录的运动信息，要取出纸带后才能进行，故选项D不符合题意。

15．（多选题）采用下列哪些措施，有利于减小因纸带受到的摩擦而产生的误差（  ）

A．改用直流6 V电源

B．电源电压越低越好

C．使用平整不卷曲的纸带

D．使物体的运动方向与纸带在一条直线上

【答案】CD

【详解】A．两种打点计时器都是使用的交流电，A错误；

B．电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰，B错误；

C．皱折的纸带和计时器的摩擦阻力较大，使用平整不卷曲的纸带有利于减小因纸带受到的摩擦而产生的误差，C正确；

D．为了减小纸带和限位孔之间的摩擦，使小车运动的方向与纸带在同一直线上，D正确。

故选CD。

16．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻两个计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s。

（1）在实验中，使用打点计时器时应先___________再___________；（均选填“拉动纸带”或“启动电源”）

（2）每两个计数点间还有___________个计时点没有标出；

（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（计算结果均保留3位有效数字）；

（4）以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________；并说明小车速度变化的特点：___________。

【答案】    启动电源     拉动纸带     4/四     0.400     0.479     0.560          小车的速度随时间均匀增大

【详解】（1）[1][2]在实验中，使用打点计时器时应先启动电源，再拉动纸带。

（2）[3]由题意可知相邻两计时点间的时间间隔为

每两个计数点间未标出的计时点个数为

（3）[4][5][6]分别用对应时间段的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，可得

（4）[7]v-t图线如图所示。

[8]v-t图线为斜率为正的倾斜直线，说明小车的速度随时间均匀增大。

17．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块在牵引力作用下通过光电门（如图乙），配套的数字毫秒计记录了它上方固定的挡光片通过光电门的时间为Δt，用刻度尺测量出挡光片的宽度为d，由公式可得到滑块通过光电门的速度v，它实质上是滑块通过光电门的___________，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将挡光片的宽度___________（填“增大”或“减小”）一些。

19．（1）关于打点计时器，下列说法正确的是___________（填选项前的字母）。

A．打点计时器是一种记录时间的仪器，不能用来记录物体的位移等

B．无论接在何种电源上，正常工作时打点计时器打点的时间间隔一定为0.02 s

C．电火花计时器可用220 V的直流电源

D．打点计时器接入电压的大小对打点的时间间隔无影响

（2）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，得到如图所示的纸带，但该同学用电源频率为40 Hz的交流电源。在纸带上从A点开始依次取了B、C、D、E、F、G六个计数点，且每两个计数点间均有3个点未画出，其中x1=7.05 cm，x2=14.73 cm，x3=23.06 cm，x4=32.01 cm，x5=41.62 cm， x6=51.88 cm。

①相邻两个计数点间的时间间隔为___________s。

②小车经过AF段的平均速度是___________m/s（结果保留两位小数）。

【答案】 平均速度     减小

【详解】[1][2]根据瞬时速度的定义可知，v实质上是滑块通过光电门的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将挡光片的宽度减小一些。

19．     D     0.10     0.83

【详解】（1）[1]A．打点计时器可以通过点之间的间距间接地记录物体的位移，故A错误；

BD．打点的时间间隔与电源的频率有关，与电压无关，故B错误，D正确；

C．电火花计时器使用的是220 V的交流电源，故C错误。

故选D。

（2）①[2]因打点的周期为

所以相邻两个计数点间的时间间隔为

T=4×0.025 s=0.10s

②[3]小车经过AF段的平均速度是

18．（2023·湖北·统考高考真题）（多选题）时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为。在时间内，下列说法正确的是（    ）

A．时，P回到原点 B．时，P的运动速度最小

C．时，P到原点的距离最远 D．时，P的运动速度与时相同

【答案】BD

【详解】ABC．质点在时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动再做加速度减小的减速运动，时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，重复此过程的运动，即质点一直向前运动，AC错误，B正确；

D． 图像的面积表示速度变化量，内速度的变化量为零，因此时刻的速度与时刻相同，D正确。

故选BD。

19．（2021·重庆·高考真题）某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化，每拍摄一张照片。

（1）取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，则相邻标记位置之间的时间间隔是      s。

（2）测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示，由图可知，小球在时间段平均速度的大小      （选填“大于”、“等于”、“小于”）在时间段内平均速度的大小。

（3）在实验器材不变的情况下，能够减小实验测量误差的方法有：       （写出一种即可）

【答案】          小于     多次测量取平均值

【详解】（1）[1]相邻标记位置之间的时间间隔是

（2）[2]小球在时间内位移

平均速度大小为

小球在时间内位移

平均速度大小为

由此可知小球在时间内平均速度的大小小于小球在时间内的平均速度的大小；

（3）[3]在实验器材不变的情况下，能够减小实验误差测量误差的方法有：多次测量取平均值。