2018高中物理 每日一題之快樂暑假 第16天 實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(含解析)新人教版.doc
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第16天 實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 考綱要求:Ⅱ 難易程度:★★★☆☆ 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中, (1)下列說法正確的是_________。 A.打點(diǎn)計時器不一定要使用交流電 B.在釋放小車前,小車應(yīng)緊挨在打點(diǎn)計時器旁 C.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn)后再釋放小車 D.打點(diǎn)計時器工作電壓一定是6 V交流電 (2)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,每五個計時點(diǎn)取一個點(diǎn)作為計數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)作0、1、2、3、4。量得2、3兩計數(shù)點(diǎn)間的距離s3=30.0 mm,3、4兩計數(shù)點(diǎn)間的距離s4=48.0 mm,則小車在打3計數(shù)點(diǎn)時的速度為__________m/s,小車的加速度為__________m/s2。 【參考答案】(1)BC (2)0.39 1.8 【試題解析】(1)打點(diǎn)計時器一定要使用交流電,A錯誤;在釋放小車前,小車應(yīng)緊挨在打點(diǎn)計時器旁,B正確;應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn)(打點(diǎn)穩(wěn)定)后再釋放小車,C正確;電磁打點(diǎn)計時器工作電壓是4~6 V交流電,D錯誤。 (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程的平均速度,可得打計數(shù)點(diǎn)3時小車的速度,根據(jù)逐差法可得小車的加速度a= =m/s2=1.8 m/s2。 【知識補(bǔ)給】 紙帶數(shù)據(jù)的處理 紙帶上的點(diǎn)跡包含著直線運(yùn)動過程中的豐富信息,通過數(shù)點(diǎn)就可以得到時間,用刻度尺直接測量就可以得到位移,通過計算,一般還能得到瞬時速度和加速度。 (1)計算瞬時速度常用到的規(guī)律是:勻變速直線運(yùn)動中某過程的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。 (2)計算勻變速直線運(yùn)動的加速度,常用逐差法公式Δx=aT2 設(shè)兩段相鄰的相等時間間隔(T)內(nèi)的位移分別為x1、x2,則由運(yùn)動學(xué)公式有x1=v0T+aT2,x2=v1T+aT2,聯(lián)立可得Δx=x2–x1=(v1–v0)T=aT2,這里的T不必一定取打點(diǎn)周期或計數(shù)點(diǎn)間時間間隔,而應(yīng)結(jié)合具體情境進(jìn)行選取,一般來說應(yīng)使所選取的范圍盡量大,以減小誤差。 對兩段不相鄰,但等時間間隔(T)的位移xn、xm(xn、xm之間的時間間隔為(m–n–1)T),由運(yùn)動學(xué)公式有xn=vn–1T+aT2,xm=vm–1T+aT2,聯(lián)立可得xm–xn=(vm–1–vn–1)T=(m–n)aT2。 在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時,下列說法正確的是 A.在紙帶上選取記數(shù)點(diǎn),必須每5個點(diǎn)選取一個 B.在進(jìn)行該探究實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)該讓小車的加速度盡量小些 C.在利用速度–時間圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時,應(yīng)選取間隔較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)由加速度的定義式計算加速度的大小 D.在進(jìn)行該探究實(shí)驗(yàn)時,電磁打點(diǎn)計時器可用低壓直流電源 在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,下列說法中正確的是 A.通過調(diào)節(jié),應(yīng)使小車、紙帶、拉線和定滑輪上邊緣在一條直線上 B.坐標(biāo)軸單位長度越小越好 C.開始前要先接通電源后松紙帶,打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,使用電磁打點(diǎn)計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)得到如圖所示的紙帶。圖中的點(diǎn)為計數(shù)點(diǎn),相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出來,下列表述正確的是 A.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先放開紙帶再接通電源 B.相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1 s C.可表示出最接近計數(shù)點(diǎn)B對應(yīng)的速率 D.相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02 s 在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計時器使用的交流電的頻率為50 Hz,記錄小車做勻變速運(yùn)動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇標(biāo)為0~5的6個計數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)沒有畫出。紙帶旁并排放著帶有最小刻度為毫米的刻度尺,零點(diǎn)跟0計數(shù)點(diǎn)對齊,由圖可以讀出1、3、5三個計數(shù)點(diǎn)跟0點(diǎn)的距離d1、d3、d5,填入表格中。 計算打計數(shù)點(diǎn)2時小車的速度為_________m/s,打計數(shù)點(diǎn)4時小車的速度為_________m/s;小車的加速度是____________m/s2。 在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度實(shí)驗(yàn)中,如圖為接在周期T=0.02 s低壓交流電源上的打點(diǎn)計時器,在紙帶做勻加速直線運(yùn)動時打出的一條紙帶,每5個計時點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn),但第3個計數(shù)點(diǎn)沒有畫出。由圖中的數(shù)據(jù)可得:(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)) (1)該物體的加速度為_________m/s2。 (2)第3個計數(shù)點(diǎn)與第2個計數(shù)點(diǎn)的距離約為________cm。 (3)打第2個計數(shù)點(diǎn)時該物體的速度約為__________m/s。 實(shí)驗(yàn)中,如圖甲所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(diǎn),相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運(yùn)動。 (2)根據(jù)紙帶計算各點(diǎn)瞬時速度:vD=_______m/s,vC=_______m/s,vB=_______m/s。在如圖乙所示坐標(biāo)中作出小車的v–t圖線。小車的加速度a=________。 (3)將圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)對應(yīng)的速度的物理意義是_____________________。 用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動,重復(fù)幾次。 b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計時起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點(diǎn),如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……。 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖3所示。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù): (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有____________和___________(填選項(xiàng)前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝碼) (2)在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出v–t圖象。 (3)觀察v–t圖象,可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動,其依據(jù)是__________________。v–t圖象斜率的物理意義是______________________。 (4)描繪v–t圖象前,還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動。用平均速度表示各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度,從理論上講,對△t的要求是______(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從實(shí)驗(yàn)的角度看,選取的△x大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 【參考答案】 應(yīng)先接通電源后釋放紙帶,打完點(diǎn)后,應(yīng)先斷開電源后取紙帶,C正確。如果實(shí)驗(yàn)中加速度過大,會導(dǎo)致打出的點(diǎn)非常少,不利于我們研究,所以鉤碼的質(zhì)量不是越大越好,D錯誤。 BC 在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源再放開紙帶,故選項(xiàng)A錯。B點(diǎn)為A與C點(diǎn)的中間時刻,有vB=,故選項(xiàng)C對。由于相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出,所以時間間隔為0.1 s,故選項(xiàng)D錯,B對。 1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.6 按刻度尺的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù),要估讀到最小刻度的下一位,d1、d2、d3分別讀得1.20 cm、5.40 cm、12.0 cm,可得打計數(shù)點(diǎn)2時小車的速度為,打計數(shù)點(diǎn)4時小車的速度為;由逐差法可得a==m/s2=0.6 m/s2。 (1)0.74 (2)4.36 (3)0.40 (1)由勻變速直線運(yùn)動的推論xm–xn=(m–n)at2,得a==m/s2=0.74 m/s2。 (2)設(shè)第3個計數(shù)點(diǎn)與第2個計數(shù)點(diǎn)的距離為x2,由,得。 (3)打計數(shù)點(diǎn)1和計數(shù)點(diǎn)2過程的中間時刻,物體的速度,則打計數(shù)點(diǎn)2時物體的速度。 (1)勻加速直線 (2)3.90 2.64 1.38 如圖 12.6 m/s2 (3)小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度 (1)根據(jù)?x=aT2,由紙帶數(shù)據(jù)可知?x=12.6 cm,可判斷小車做勻加速直線運(yùn)動。 (1)AC (2)C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T,縱坐標(biāo)為 如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化 加速度 (4)越小越好 有關(guān) (1)打點(diǎn)計時器需用交流電源;為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選AC。 (2)利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線,得圖象 【點(diǎn)睛】本題考查了速度與與時間得關(guān)系,速度沒有辦法直接測量,所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換成我們能夠測量的量,然后在來驗(yàn)證速度與時間得關(guān)系。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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