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巩固练习

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律巩固练习，共6页。试卷主要包含了实验，1 s，60-4等内容，欢迎下载使用。
课后训练巩固提升
基础巩固
1.(多选)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有用的是( )
A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数
答案:ACD
解析:速度太小,则纸带打点过于密集,测量误差较大。
2.某同学使用电磁打点计时器,接通电源,拉动纸带,但纸带上打出的点间距不相等,这可能是因为( )
A.电源频率太高
B.错用了直流电源
C.电源电压太低
D.拉纸带时没有保持匀速
答案:D
解析:打点计时器能打点说明它能正常工作。间距不相等,说明拉动纸带时不是匀速的。
3.下图为用打点计时器获得的一条纸带,a、b、c、d为计数点,相邻计数点时间间隔为0.1 s,其中b点反映的瞬时速度为( )
m/s m/s
m/s m/s
答案:A
解析:相邻计数点时间间隔为0.1 s。打纸带上b点时小车的瞬时速度大小vb=xac2T=0.064 7+0.039 20.2 m/s=0.520 m/s,故选A。
4.小明同学按如图所示装置做探究小车速度随时间变化的规律的实验。
甲
乙
(1)释放小车时,实验装置如图甲所示,该装置或操作中错误的是 。
A.电磁打点计时器接在直流电源上了
B.小车质量没有远大于槽码质量
C.安装时小车离打点计时器过远
(2)图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分,A、B、C、D为其中连续打出的四个点(已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s)。由于操作不慎,C点模糊了,小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm,在打下C点时小车的速度最接近于 m/s(结果保留三位有效数字)。
答案:(1)AC (2)2.95 1.40
解析:(1)电磁打点计时器应接在交变电源上;此实验不需小车质量远大于槽码质量;小车应靠近打点计时器,故选A、C。
(2)A点在刻度尺上位置的读数为2.95 cm;打点计时器打点时间间隔T=0.02 s,在打下C点时小车的速度
vC=xD-xB2T=(9.60-4.00)×10-22×0.02 m/s=1.40 m/s。
能力提升
1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中:
(1)(多选)除打点计时器、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的有 (填选项代号)。
A.交变电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.停表
E.天平
(2)(多选)实验过程中,下列做法正确的是 (填选项代号)。
A.先接通电源,再使小车运动
B.先使小车运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有4个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB= m/s,C、E间的平均速度为 m/s(计算结果保留2位有效数字)。
答案:(1)AC (2)AD (3)0.25 0.45
解析:(1)实验使用的电源必须是交变电源,A选项正确,B选项错误;刻度尺要用来测量纸带上点迹之间的距离,所以必须要有刻度尺,C选项正确;打点计时器是计时的仪器,不需要停表,D选项错误;在利用纸带求解速度与加速度的过程中,物体的质量不需要知道,不用天平测物体的质量,E选项错误。
(2)使用打点计时器时,应先给打点计时器通电打点,然后使小车开始运动,否则会产生较大的误差,B选项错误,A选项正确;在实验时要将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,这样可以在纸带上打出较多的点,C选项错误,D选项正确。
(3)交变电源的频率为50 Hz,相邻两计数点之间还有4个点未画出,则2个计数点之间的时间间隔T=0.1 s,根据直线运动中一段时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度得,vB=xAC2T=0.050.2 m/s=0.25 m/s;C、E间的平均速度为vCE=xCE2T=0.14-0.050.2 m/s=0.45 m/s。
2.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号。如图甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为0时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06 m/s,v3= m/s,v4=0.18 m/s,v5= m/s。在图乙中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)。
甲
乙
答案:0.12 0.24 v-t图像见解析图
解析:由题图甲可知,x2+x3=0.12 m,则
v3=x2+x32T=0.122×0.5 m/s=0.12 m/s
又x4+x5=0.24 m
则v5=x4+x52T=0.242×0.5 m/s=0.24 m/s。
其v-t图像如图所示。
3.在用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,得到如图甲所示的一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,计时器打点的时间间隔为0.02 s。(计算结果均保留三位有效数字)
(1)由图甲可知,打点计时器打出D点时小车的瞬时速度vD= m/s。
(2)在打点计时器打B、C两点时,小车的速度分别为vB=1.38 m/s、vC=2.64 m/s,以打下A点时为计时起点,请在图乙所示的坐标系中画出小车的v-t图像。
(3)小车运动的加速度大小为a= m/s2。
答案:(1)3.90 (2)如图所示 (3)12.6
解析:(1)打点计时器每隔0.02 s打一次点,每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,故相邻两个计数点的时间间隔为0.1 s。因为时间间隔0.1 s比较短,所以平均速度可以表示瞬时速度,故D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,为vD=xCE2T=105.60-27.602×0.1×10-2 m/s=3.90 m/s。
(2)根据B、C、D点速度在坐标系中描点、连线,可得v-t图像如答案图所示。
(3)由图线可知,小车运动的加速度大小a=12.6 m/s2。