2018-2019學年高中物理 專題2.1 實驗 探究小車速度隨時間變化的關系練習 新人教版必修1.doc

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2.1 實驗 探究小車速度隨時間變化的關系 1打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，如圖中甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，乙圖是_ 打點計時器，所接電源為頻率為50Hz的_ 電源時填直流或交流，每隔_ s打一次點在某次實驗中，物體拖動紙帶做勻加速直線運動，打點計時器所用的電源頻率為50Hz，實驗得到的一條紙帶如圖丙所示，紙帶上每相鄰的兩個計數點之間都有4個點未畫出按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數點，實驗中用直尺量出各計數點到0點的距離如圖所示單位：在計數點1所代表的時刻，紙帶運動的瞬時速度為 _ ，物體的加速度 _ 保留兩位有效數字該同學在測量的時候沒有將計數點5的數值記錄下來，根據前面的數值可以推算出計數點5到0點的距離為_ cm【答案】 電火花；交流；0.02；0.18；0.75；14.50【解析】點1的瞬時速度因為，可知連續(xù)相等時間內的位移之差，根據，得，所以計數點5到0點的距離為2用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序寫的不完整的實驗步驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當的內容，然后按實際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號順序寫在空白處。A在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線的另一端分別接在50 Hz的低壓_ （填“交流”或“直流”）電源的兩個接線柱上；B把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過_（填“插孔”或“限位孔”），并壓在_（填“白紙”或“復寫紙”）下面；C用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離x；D切斷電源，取下紙帶，如果共有6個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間t=_；E打開電源開關，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點；F利用公式計算紙帶運動的平均速度。實驗步驟的合理順序是_?！敬鸢浮?交流；限位孔；復寫紙；0.1s；BAEDCF；【解析】【點睛】要熟練正確的使用基本實驗儀器，并能正確進行誤差分析，對于基礎實驗要加強動手操作能力，知道兩種打點計時器的區(qū)別，正確使用打點計時器3某同學做“用打點計時器測速度”的實驗時，得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，在紙帶上依次選出7個計數點，分別標記為O、A、B、C、D、E和F，每相鄰兩個計數點間還有四個點未畫出，每相鄰兩計數點間時間間隔為T，打點計時器所用電源的頻率是50 Hz。測得各計數點間的距離分別為x1=2.05 cm、x2=2.35 cm、x3=2.46 cm、x4=2.70 cm、x5=2.90 cm、x6=3.10 cm。（1）打D點時紙帶的速度表達式為vD=_，速度值vD=_m/s（保留三位有效數字）。（2）請根據以上數據在如圖所示的坐標紙上作出小車運動的vt圖象_。（3）由vt圖象知小車在做_運動?！敬鸢浮?；0.280；勻加速直線【解析】正確描點連線作圖如下：（3）在v-t圖像中斜率表示加速度，從圖像上可以看出加速度不變，所以小車做勻加速運動。4(1)在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，給你以下器材：電磁打點計時器、電池組、紙帶、復寫紙、小車、鉤碼、細繩、一端附有定滑輪的長木板，其中不需要的器材是_，還需要增添的器材有_。(2)關于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這一實驗，下列說法正確的是_。A長木板不能側向傾斜，也不能一端高一端低B在釋放小車前，小車應緊靠在打點計時器處C應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車D打點計時器應接在低壓直流電源上E.小車運動時要保持紙帶與打點計時器平面、木板平行【答案】 電池組低壓交流電源、刻度尺BCE【解析】【點睛】正確解答本題需要掌握打點計時器的使用以及簡單構造等，明確探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗中一些簡單操作細節(jié)、實驗的過程和步驟等5做變速運動的小車，牽引一條紙帶通過打點計時器，交流電源的頻率是50Hz，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶，如圖所示，每一段紙帶的一端與x軸相重合，與y軸平行放置，將紙帶貼在坐標系中。（1）本實驗中運動的小車，相鄰相等時間內位移存在某種關系，請你仔細研究圖像，找出這一關系；（2）請畫出小車的v-t圖象；（3）根據圖象求出其加速度大小?！敬鸢浮?x=aT=7.8mm 略0.78m/s【詳解】（1）由圖中所標紙帶每段位移的大小，可知在相鄰相等時間內的位移差分別是：8mm，7mm，8mm，8mm，8mm，取平均值可得y=7.8mm（2）由圖中的x軸作為時間軸，以紙帶的寬度表示相等的時間間隔T=0.1s，每段紙帶最上端中點對應v軸上的速度恰好表示每段時間的中間時刻的瞬時速度，即vn=yn/T；因此可以用紙帶的長度表示每小段時間中間時刻的瞬時速度，將紙帶上端中間各點連接起來，可得到v-t圖象，如圖所示（3）根據y=aT2得：小車加速度【點睛】解決本題的關鍵掌握勻加速直線運動某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度以及掌握在相鄰的相等時間內的位移之差是一恒量，x=aT26用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。主要實驗步驟如下：a安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復幾次。b選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當作計時起點O（t=0），然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點，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點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5d以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖3所示。結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有_和_(填選項前的字母)。A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調的直流電源C刻度尺D秒表E天平(含砝碼)（2）在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點，請在該圖中標出計數點C對應的坐標點，并畫出v-t圖像_。（3）觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據是_。v-t圖像斜率的物理意義是_。（4）描繪v-t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數點的瞬時速度，從理論上講，對t的要求是_（選填“越小越好”或“與大小無關”)；從實驗的角度看，選取的x大小與速度測量的誤差_(選填“有關”或“無關”)。（5）早在16世紀末，伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時，為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復做了上百次，驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的_?！敬鸢浮?AC如圖所示：小車的速度隨時間均勻變化 加速度越小越好有關如果小球的初速度為0，其速度，那么它通過的位移xt2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。其中C點的橫坐標為3T，縱坐標為（3）結合圖像可以看出小球速度隨時間均勻變化，所以小球做勻加速運動，圖像的斜率代表了運動時的加速度點睛：本題考查了速度與與時間得關系，速度沒有辦法直接測量，所以要利用物理關系轉化，轉換成我們能夠測量的量，然后在來驗證速度與時間得關系。