2024-2025學(xué)年高一物理必修第一冊(cè)（配人教版）第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 分層作業(yè)6 實(shí)驗(yàn) 探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

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分層作業(yè)6實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,紙帶上打下一系列小點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了()A.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B.物體在不同時(shí)刻的速度C.物體在相鄰相同時(shí)間內(nèi)的速度變化D.物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移2.某人用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn),利用打出的一條紙帶畫(huà)出了小車(chē)速度隨時(shí)間變化的圖像,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.05s打一個(gè)點(diǎn)B.小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.小車(chē)在t=0.02s時(shí)的速度大小是0.04m/sD.小車(chē)的加速度大小為0.04m/s23.粗糙水平桌面上,小球正在做減速直線運(yùn)動(dòng),用照相機(jī)對(duì)著小球每隔0.1s拍照一次,得到一幅頻閃照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示,已知照片與實(shí)物的比例為1∶10,則()A.小球在通過(guò)圖中8cm對(duì)應(yīng)的距離內(nèi)的平均速度是0.2m/sB.小球在通過(guò)圖中8cm對(duì)應(yīng)的距離內(nèi)的平均速度是1.6m/sC.小球通過(guò)圖中6cm對(duì)應(yīng)處的瞬時(shí)速度是2.5m/sD.小球通過(guò)圖中6cm對(duì)應(yīng)處的瞬時(shí)速度是2m/s4.如圖所示,在氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個(gè)光電門(mén)A、B,A、B間距離為l=30cm。在滑塊上安裝一寬度為d=1cm的遮光條,讓滑塊以某一加速度通過(guò)光電門(mén)A、B,記錄了遮光條通過(guò)兩光電門(mén)A、B的時(shí)間分別為0.010s、0.005s,滑塊從光電門(mén)A到光電門(mén)B的時(shí)間為0.200s。則下列說(shuō)法正確的是()A.滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)A的速度為1cm/sB.滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)B的速度為2cm/sC.滑塊的加速度為5m/s2D.滑塊在光電門(mén)A、B間的平均速度為3m/s5.某次實(shí)驗(yàn)中,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,記錄的紙帶如圖所示,圖中O點(diǎn)為紙帶的第一個(gè)點(diǎn),接下來(lái)的幾個(gè)點(diǎn)模糊,因此從A點(diǎn)開(kāi)始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是(選填“8V”或“220V”)交變電源。

(2)推測(cè)紙帶的運(yùn)動(dòng)是(選填“加速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)。

(3)在A、F兩點(diǎn)的時(shí)間間隔中,紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是m/s。

(4)紙帶打B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為m/s。

B組關(guān)鍵能力提升練6.一小球在桌面上從靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置編號(hào)。如圖所示,1位置恰為小球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間,作為零時(shí)刻。攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為0.5s,小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)各位置的速度分別為v1=0,v2=0.06m/s,v3=m/s,v4=0.18m/s,v5=m/s。在圖中作出小球的速度—時(shí)間圖像(保留描點(diǎn)痕跡)。

7.圖甲是某位同學(xué)做探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條理想的紙帶,在紙帶上共取了A、B、C、D、E、F、G七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成六條(分別叫a、b、c、d、e、f),將這六條紙帶按時(shí)間先后順序緊靠但不重疊地粘在坐標(biāo)系中,得到如圖乙所示的直方圖,最后將各紙帶上端中心連起來(lái),于是得到表示y-x關(guān)系的圖像。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。為表示v-t關(guān)系,圖中x軸對(duì)應(yīng)時(shí)間t,y軸對(duì)應(yīng)速度v。甲乙(1)這種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法可稱(chēng)為。

A.類(lèi)比法 B.等效替代法C.比值法 D.控制變量法(2)若紙條c的長(zhǎng)度為5.00cm,則圖中t3=s,v3=m/s。(保留兩位有效數(shù)字)

8.某同學(xué)在做測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)中,從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條紙帶,已知電火花計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz,每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如紙帶上所示。(1)為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的,除了有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)、細(xì)繩、導(dǎo)線、低壓交變電源、小木塊、長(zhǎng)木板外,還需要的儀器有。

A.刻度尺 B.鐵架臺(tái) C.秒表 D.天平(2)可以從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上直接測(cè)量得到的物理量是(選填正確的答案標(biāo)號(hào))。

A.位移 B.速度C.加速度 D.平均速度E.時(shí)間(3)根據(jù)紙帶提供的信息,該同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下1、2、3、4、6這五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度,請(qǐng)幫他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車(chē)的速度v5=m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

計(jì)數(shù)點(diǎn)123456t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m·s-1)0.360.400.440.490.57(4)以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。(5)根據(jù)v-t圖像可知,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

參考答案第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究分層作業(yè)6實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.A因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是一定的,所以只要數(shù)出紙帶上所打的點(diǎn)數(shù),就可以知道物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,故A正確;紙帶上點(diǎn)跡對(duì)應(yīng)的速度及相鄰相同時(shí)間內(nèi)的速度變化不能直接記錄,故B、C錯(cuò)誤;物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移,需要用刻度尺測(cè)量,故D錯(cuò)誤。2.C電源頻率為50Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),故A錯(cuò)誤。據(jù)圖像知,小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在t=0.02s時(shí)的速度大小是0.04m/s,直線的斜率即為加速度,則a=2m/s2,故B、D錯(cuò)誤,C正確。3.D照相機(jī)每隔0.1s拍照一次,所以圖中0~8cm所用時(shí)間為0.4s;照片與實(shí)物的比例為1∶10,所以圖中8cm對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移為x=80cm=0.8m,則小球在通過(guò)圖中8cm對(duì)應(yīng)的距離內(nèi)的平均速度為v=xt=0.80.4m/s=2m/s,A、B錯(cuò)誤。小球通過(guò)圖中6cm對(duì)應(yīng)處的瞬時(shí)速度可用圖中3.5cm到7.5cm這一段的平均速度表示,圖中3.5cm到7.5cm這一段所用時(shí)間為0.2s,對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移為x'=40cm=0.4m,所以圖中6cm對(duì)應(yīng)處的瞬時(shí)速度為v'=4.C滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)A時(shí)的速度為vA=0.010.010m/s=1m/s,經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)的速度為vB=0.010.005m/s=2m/s,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;滑塊在光電門(mén)A、B間的平均速度為v=ltAB=0.30.200m/s=1.5m/s,5.解析(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是低壓交變電源,故選8V交變電源。(2)紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離越來(lái)越大,說(shuō)明物體在做加速運(yùn)動(dòng)。(3)由題知,從A點(diǎn)開(kāi)始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)=5×0.02s=0.1s,根據(jù)平均速度公式有v=xt=(19.55-1.30)×0.015×0.1m/s=0.365m/s;(4)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用A、答案(1)8V(2)加速(3)0.365(4)0.2526.解析由題圖可知x2+x3=0.12m,則v3=x2+x32T=0.122×0.5m/s=0.12m/s,同理可得x4+x5=0.24m,則有v5=x答案0.120.24見(jiàn)解析圖7.解析(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔相等,可用紙帶的寬度代替,兩點(diǎn)之間紙帶的長(zhǎng)度為相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移,一段時(shí)間內(nèi)的位移與這段時(shí)間的比值等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,也就等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可知瞬時(shí)速度與紙帶的長(zhǎng)度成正比,即把紙帶上端的中點(diǎn)用直線連起來(lái),就表示速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。這種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法可稱(chēng)為等效替代法,故選B。(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔t=5T=5f=0.1s,t3是第三段時(shí)間的中間時(shí)刻,則t3=2.5t=0.25s,v3=xct=0.050.答案(1)B(2)0.250.508.解析(1)實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)間的距離,故A符合題意;本實(shí)驗(yàn)不需要鐵架臺(tái),故B不符合題意;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身具有計(jì)時(shí)功能,不需要秒表,故C不符合題意;本實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,不需要測(cè)量質(zhì)量,故D不符合題意。(2)可以從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上直接測(cè)量得到的物理量是位移和時(shí)間,速度、加速度和平均速度需要進(jìn)一