2020秋物理第一冊(cè)課后作業(yè)：2-1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020秋物理新教材人教版必修第一冊(cè)課后作業(yè)：2-1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律含解析eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘），\s\do5（)）一、單項(xiàng)選擇題1．運(yùn)動(dòng)小車拖動(dòng)的紙帶經(jīng)過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后,在紙帶上留下的點(diǎn)中有6個(gè)連續(xù)清晰的點(diǎn)，測(cè)出這6個(gè)點(diǎn)的第1點(diǎn)到第6點(diǎn)的距離為18cm，則（C)A．小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為0.03m/sB．小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為1。5m/sC．小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為1.8m/sD．小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為180m/s解析:從第1個(gè)點(diǎn)到第6個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間為5×0.02s＝0。1s,則平均速度eq\x\to(v)＝eq\f（x,t）＝eq\f（18×10－2m，0。1s）＝1.8m/s,C正確．2．某同學(xué)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，拉動(dòng)紙帶，但紙帶上打出的點(diǎn)間距不相等，這可能是因?yàn)?D）A．電源頻率太高 B．錯(cuò)用了直流電源C．電源電壓太低 D．拉紙帶時(shí)沒(méi)有保持勻速解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能打點(diǎn)說(shuō)明它能正常工作,故其屬正常使用．間距不相等，說(shuō)明拉動(dòng)時(shí)不是勻速的．3．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律"實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法不正確的是（C）A．紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)B．使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀C．作v－t圖像時(shí)，所描曲線必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)D．在數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用公式法和圖像法解析：可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),但相隔四個(gè)點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0。1s，計(jì)算時(shí)更方便，A項(xiàng)對(duì)；使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí),要進(jìn)行估讀，B項(xiàng)對(duì);作v－t圖像時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在同一條直線上，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)大膽舍棄，C項(xiàng)錯(cuò)；數(shù)據(jù)處理可選擇公式法和圖像法中的某一方法，D項(xiàng)對(duì)．4．如圖所示是同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的4條紙帶，哪條紙帶的加速度最大(A）解析：4條紙帶的時(shí)間間隔相等,其中C、D兩條紙帶上的點(diǎn)間隔均勻，表明它們是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可看做加速度為0.A、B兩條紙帶上的點(diǎn)間隔在不斷增大，且A條紙帶上的點(diǎn)相鄰兩間距之差較大，故紙帶A的加速度最大．5．在探究“小車隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下表所示：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s)0.100.200。300.400.500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v(cm/s)44。062。081。0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是（C）A．根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖像，量出其傾角α,由公式a＝tanα求出加速度C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖像,由圖像上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間，用公式a＝eq\f(Δv,Δt）算出加速度D．依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度,算出平均值作為小車的加速度解析：方法A、D偶然誤差較大，只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖像，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù),減小偶然誤差．由于在物理圖像中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)可以畫出傾角不同的許多圖像，方法B是錯(cuò)誤的，正確的方法是根據(jù)圖像找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式a＝eq\f(Δv，Δt)算出加速度，即方法C正確．二、多項(xiàng)選擇題6．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意（BCD）A．無(wú)論使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是電火花計(jì)時(shí)器，都應(yīng)該把紙帶穿過(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面B．應(yīng)先接電源，再拉動(dòng)紙帶C．拉動(dòng)紙帶時(shí)，拉動(dòng)的方向應(yīng)與限位孔平行D．使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都應(yīng)將計(jì)時(shí)器先固定在桌子上解析:在使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，是把軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面，而電火花計(jì)時(shí)器,是把墨粉紙盤套在紙盤軸上，并把墨粉紙盤放在紙帶的上面,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；先接電源,再拉動(dòng)紙帶，這樣可以保證讓盡可能多的點(diǎn)打在紙帶上,能較好地控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，選項(xiàng)B正確；拉動(dòng)紙帶的方向與限位孔平行，能減小紙帶與限位孔之間的摩擦，選項(xiàng)C正確；為了防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中計(jì)時(shí)器的移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)前都要先把計(jì)時(shí)器固定在桌子上，選項(xiàng)D正確．7．關(guān)于紙帶上打點(diǎn)間隔的分析，下列說(shuō)法正確的是(BC)A．沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小，說(shuō)明紙帶在做加速運(yùn)動(dòng)B．沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小,說(shuō)明紙帶在做減速運(yùn)動(dòng)C．紙帶上點(diǎn)間間隔相等,表示紙帶是勻速運(yùn)動(dòng)的D．紙帶上點(diǎn)間間隔相等，表示紙帶是變速運(yùn)動(dòng)的解析：紙帶上點(diǎn)間間隔相等，由v＝eq\f(Δx,Δt)知紙帶運(yùn)動(dòng)是勻速的，若沿點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去，點(diǎn)間距離越來(lái)越小，即Δx變小而時(shí)間Δt不變，說(shuō)明紙帶在做減速運(yùn)動(dòng)．8．采用下列哪些措施，有利于減小紙帶受到的摩擦而產(chǎn)生的誤差(CD）A．改用直流6V電源B．電源電壓越低越好C．使用平整不卷曲的紙帶D．使物體的運(yùn)動(dòng)方向與紙帶在一條直線上解析：紙帶受到的摩擦主要指紙帶與振針、限位孔之間的摩擦，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電,故A項(xiàng)錯(cuò)．電源電壓低可減小摩擦，若過(guò)低打出的點(diǎn)會(huì)很不清晰，故B項(xiàng)亦錯(cuò)．使用平整不卷曲的紙帶且使紙帶與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，可減小紙帶與限位孔等之間的摩擦,故C、D兩項(xiàng)都對(duì)．三、非選擇題9．如圖是某同學(xué)用手水平地拉動(dòng)紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后（電源頻率為50Hz）得到的紙帶，從A點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器到D點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器歷時(shí)0.1s,位移為0.076_0m，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為0。760m/s,BC段的平均速度為0.950m/s,F點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以粗略的認(rèn)為是0.950m/s.(平均速度和瞬時(shí)速度的結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析:從A點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器到D點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器歷時(shí)0.1s，位移為0.0760m，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為eq\x\to(v)AD＝eq\f（0.0760，0.1)m/s＝0。760m/s,BC段的平均速度為eq\x\to（v)BC＝eq\f(0.0220＋0.0160，2×0.02）m/s＝0.950m/s，F(xiàn)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以粗略的認(rèn)為是BC段的平均速度,即大小是0。950m/s.10．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律"的實(shí)驗(yàn)中，交流電源頻率為50Hz。右圖是某次實(shí)驗(yàn)的紙帶，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)，每隔4個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3、……那么相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為0。1s，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為x1＝3.0cm、x2＝7.5cm、x3＝13.5cm，則物體通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度v1＝0.375m/s，通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度v2＝0。525m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝1.5m/s2。解析：T＝5×0.02s＝0。1sv1＝eq\f（x2，2T）＝eq\f(0.075,0.2)m/s＝0.375m/sv2＝eq\f（x3－x1，2T）＝eq\f(0。135－0.03，0。2)m/s＝0.525m/sa＝eq\f（v2－v1，T)＝eq\f(0。525－0。375,0。1)m/s2＝1。5m/s2.11．在用電火花計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小車在恒定外力作用下運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．所用電源的頻率為50Hz。(1)由紙帶根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB＝1.38m/s，vC＝2。64m/s，vD＝3.90m/s.(2）利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝12.6m/s2。(3）若實(shí)驗(yàn)中以打A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，利用所得的數(shù)據(jù)在圖乙中作出小車的v－t圖線，將圖線延長(zhǎng)線與縱軸相交，此交點(diǎn)縱軸坐標(biāo)的物理意義是開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，小車的速度(或vA)．答案：解析:（1）電源頻率為50Hz，則周期為0.02s，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,則可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0。02×5s＝0。1s，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(0。603－0.075,2×0.1）m/s＝2。64m/s。(2）紙帶加速度為a＝eq\f(Δv，Δt）＝eq\f(vD－vB，2T)＝eq\f(3。90－1。38，2×0.1）m/s2＝12.6m/s2.(3）用描點(diǎn)法作出小車的v－t圖線，將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，此交點(diǎn)縱軸坐標(biāo)的物理意義是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)的速度，即打下A點(diǎn)時(shí)紙帶對(duì)應(yīng)的速度．12．在做“勻加速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫出）．從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成五段（分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v－t關(guān)系的圖線,從而求出加速度的大?。?）請(qǐng)你在xOy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示v－t關(guān)系的圖線(作答在圖上）,其y（選填“x”或“y"）軸相當(dāng)于v軸．答案：圖見(jiàn)解析（2）從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，為求出0。15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出b段紙帶的長(zhǎng)度．（3）若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2。0cm，e段紙帶的長(zhǎng)度為10.0cm，則可求出加速度的大小為2m/s2.解析：（1)分別取a、b、c、d、e五段的上方中點(diǎn),并連線,得到的即為v－t圖像,如圖所示,y軸相當(dāng)于v軸．（2）t＝0.15s是BC時(shí)間段的中間時(shí)刻，要求t＝0.15s時(shí)的瞬時(shí)速度，只需要測(cè)b紙帶的長(zhǎng)度sb，然后用eq\x\to(v）＝eq\f(sb,t)即可求得t＝0.15s時(shí)的速度．(3)a、e段各自中間時(shí)刻的速度分別為va＝eq\f（sa，t），ve＝eq\f（se，t)，根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt）得a＝2m/s2.13．如圖甲是某同學(xué)做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)獲得的一條紙帶．(1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn),F點(diǎn)由于不清晰而未畫出。試根據(jù)圖中提供的數(shù)據(jù),推算出對(duì)應(yīng)F點(diǎn)的速度vF＝0.70m/s（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．（2）圖乙是該同學(xué)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，作出的v－t圖像．根據(jù)圖像，t＝0時(shí)的速度v0＝0。20m/s,加速度a＝5。0m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．解析