[精品]人教版物理必修1（课时作业与单元检测）：第二章匀变速直线运动的研究 2.1实验：探究小车速度 - 图文

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2．1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 (10分钟，10分) 1．某同学要进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，请在下列给出的实验器材中选出本实验中不需要的器材( ) A．秒表 B．低压直流电源 C．刻度尺 D．钩码和小车 【答案】AB 【解析】打点计时器应使用低压交流电源，也不要秒表测时间，故A、B对． 2．如图所示，两条纸带为同一打点计时器打出的纸带．由纸带可知( ) A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大 B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小 C．纸带甲的加速度比乙的大 D．纸带甲的加速度比乙的小 【答案】BD 【解析】在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带的位移小于－－乙纸带的位移，故v甲

知识点一

实验操作和数据处理

1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法错误的是( ) A．木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低

B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器的位置 C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车 D．要在小车到达滑轮前使小车停止运动 【答案】A

【解析】木板不能侧向倾斜是对的，否则小车在运动中不能沿直线运动，很有可能侧向滑离木板；但如果一端高一端低，小车仍然做匀变速直线运动，这样对实验并没有影响．

2．某同学使用电磁打点计时器，接通电源，拉动纸带，得到的纸带的点迹很稀，这是由于( )

A．接的电源电压太高 B．接的电源频率偏高 C．拉动纸带太慢 D．拉动纸带过快 【答案】D

【解析】纸带上点的疏密与电压无关，A错；频率越高，周期越短，点越密，故B错；纸带拉动得越快，点间距越大，故C错，D对．

3．关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确的是( )

A．打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端 B．开始实验时小车应放在靠近打点计时器的一端 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 【答案】BC

【解析】打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，A错误，B正确；若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面部分打点，甚至打不上点，C正确；钩码个数应适当，钩码个数少打的点很密，钩码个数多打的点少，都会带来实验误差，D错误．

4．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，下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是( )

A．当某两个计数点间的距离较大时，可以用短尺把它分段来测量 B．当某两个计数点间的距离较小时，可以用短尺一次把它测完

C．测量每两个相邻计数点间的距离，应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到每两个计数点间距离的数值

D．分别逐个测出每两个计数点间的距离，这样便于记录 【答案】C

【解析】不论两个计数点间的距离大还是小，采用C项所述方法都可减小误差，C正确．

5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v－t图象的说法中，正确的是( )

A．只要确定了v－t图象中的两点，就可以得到小车运动的v－t图象，因此，实验只需要测出两组数据

B．作v－t图象时，所取的点越多，图线就越准确

C．作出的v－t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以 D．对于偏离直线较远的点，应舍去 【答案】BD

【解析】作图时应考虑尽量多的点的规律，取的点越多，越能较准确地描述运动，考虑整体点的规律，偏离直线较远的点应舍去，图线应通过尽可能多的点但不需要通过所有的点，故只有BD正确．

知识点二

求瞬时速度和加速度

6．关于匀速直线运动，下列说法中正确的是( ) A．瞬时速度不变的运动，一定是匀速直线运动 B．速率不变的运动，一定是匀速直线运动

C．相同时间内平均速度相同的运动，一定是匀速直线运动 D．瞬时速度的方向始终不变的运动，一定是匀速直线运动 【答案】A

7．我们可以用打点计时器打纸带的方法研究物体的运动．关于计数点的说法，下列正确的是( )

A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差 B．相邻计数点间的时间间隔应该是相等的 C．相邻计数点间的距离应当是相等的

D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点痕的个数相等 【答案】ABD 【解析】实际打的点间隔较小，不便于测量，测量误差也大，故常选计数点来研究纸带．为计算简便我们所选的计数点时间间隔相等，实际打点的时间间隔相等，所以相邻计数点间点痕的个数也就相等．

8．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对减小实验误差来说，下列方法中有益的是( )

A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些

C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量和计算 D．选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验 【答案】AC 【解析】选取计数点时可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔大些，这样在用刻度尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点会很密，这样测量长度的相对误差会较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，B错误；为了减小测量长度时的相对误差，舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的，因此C正确；如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，所以D错误．

9．如图所示，纸带上A、B、C、D是打点计时器打出的一系列连续的点，点B、C、D到A点的距离分别为4 cm、10 cm、18 cm，则( )

A．纸带可能做匀速直线运动 B．纸带可能运动得越来越快 C．纸带可能运动得越来越慢 D．以上说法都不对 【答案】BC

【解析】纸带上A、B、C、D各点之间的距离不同，说明纸带做变速运动；由于不知道纸带的运动起点是左侧还是右侧，所以纸带可能运动得越来越快，也可能运动得越来越慢．B、C正确．

10．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是( ) A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上 B．坐标轴单位长度越小越好 C．开始前要先开电源后放纸带，打完点要先断开电源后取纸带 D．钩码的质量越大越好 【答案】AC 【解析】实验中调节定滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，A正确；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内，B错误；开始前要先接通电源后松开纸带，这样可以使实验效果更好，打完点要先断开电源后取纸带，C正确；钩码的质量要适中，不要太大也不要太小，D错误． 11．小车牵引纸带沿斜面下滑，用打点计时器打出的纸带如图所示．已知打点周期为0.02 s．根据纸带提供的数据填写表格并求出加速度为________m/s2，作出v－t图象．(均保留3位有效数字) 分段 第1段 第2段 第3段 第4段 第5段 第6段 时间t/s 0～0.1 0.1～0.2 0.2～0.3 0.3～0.4 0.4～0.5 0.5～0.6 各段位移－－－－－－1.45×102 2.45×102 3.55×102 4.55×102 5.60×102 6.65×102 x/m 平均速度 －－1v/(m·s) 【答案】0.145 0.245 0.355 0.455 0.560 0.665 1.04 如图所示 －－x－x11.45×102－x2【解析】据v＝得，各段平均速度分别为v1＝＝ m/s＝0.145 m/s，v2＝ttt0.02×5－2－2－22.45×10－x33.55×10－x44.55×10＝ m/s＝0.245 m/s，v3＝＝ m/s＝0.355 m/s，v4＝＝ tt0.02×50.02×50.02×5－－－x55.60×102－x66.65×102m/s＝0.455 m/s，v5＝＝ m/s＝0.560 m/s，v6＝＝ m/s＝0.665 m/s.tt0.02×50.02×5Δv故v－t图象如图所示．在图象上找两个相距较远的点，通过a＝计算出加速度，数值约Δt为a＝1.04 m/s2. 12．某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系： (1)电磁打点计时器接________电源(填“低压直流”、“低压交流”或“220 V交流”)． (2)实验时，使小车靠近打点计时器，先________再________．(填“接通电源”或“放开小车”) (3)若所接电源的频率是50 Hz，则每隔________s打一个点． (4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线，根据图线求出小车的加速度为a＝________ 2m/s.(保留三位有效数字) 【答案】(1)低压交流 (2)接通电源 放开小车 (3)0.02 (4)0.682 【解析】(1)电磁打点计时器接低压交流电源． (2)实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车． (3)若所接电源的频率是50 Hz，则每隔0.02 s打一个点． Δv(4)在v－t图象中图线的斜率表示加速度即a＝＝0.682 m/s2. Δt 课后作业 时间：45分钟 满分：80分 班级________ 姓名________ 分数________ 一、选择题 1．在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( ) A．时间间隔 B．瞬时速度 C．加速度 D．某段时间内的位移 【答案】AD 【解析】打点计时器是每隔0.02 s打下一个点，所以数点就可以知道时间间隔，故A正确．瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式，故B错误．加速度的求解需要运用公式或利用图象求斜率，故C错误．某段时间内的位移可以利用刻度尺直接测得，故D正确，故选A、D. 2．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是( ) A．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动 B．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动 C．纸带上点间间隔相等，表示纸带是匀速运动的 D．纸带上点间间隔相等，表示纸带是变速运动的 【答案】BC Δv【解析】纸带上点间间隔相等，由v＝知纸带是匀速运动的．若沿点迹运动的方向看Δt去，点间距离越来越小，即Δx变小而时间Δt不变，这说明纸带在做减速运动．选项BC正确，选项AD错误． 3．如图所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带，图中O为小车运动的起始点，A为所选取的第一个计数点，O点到A点之间有部分点不清晰，相邻两个计数点之间有4个点未画出，电源频率为50 Hz，用毫米刻度尺测量后可直接算出( )