《科學測量：做直線運動物體的瞬時速度》素養(yǎng)達標

PAGE8-/NUMPAGES8第4節(jié)科學測量：做直線運動物體的瞬時速度1.(2019·三明高一檢測)電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，不經(jīng)計算，通過測量可以從紙帶上直接得到的物理量是 ()A.時間間隔 B.位移C.平均速度 D.瞬時速度【解析】選B。時間間隔通過數(shù)紙帶上所打點的個數(shù)經(jīng)過計算得出。位移可以通過測量紙帶上所打點之間的距離得出。而平均速度或者瞬時速度都是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過計算得出。則B正確，A、C、D錯誤。2.利用打點計時器測定物體做勻變速直線運動的加速度時，在紙帶上所打的一系列點如圖所示，各相鄰的計數(shù)點間的距離分別為sⅠ、sⅡ、sⅢ…，則下列關系式中錯誤的是 ()A.sⅡ-sⅠ=aT2 B.sⅢ-sⅠ=2aT2C.sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ D.sⅢ-sⅡ=a【解析】選D。對于勻變速直線運動，連續(xù)相等時間間隔內的位移之差是恒量，即Δs=aT2。對于該題有sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=aT2，而sⅢ-sⅠ=sⅢ-sⅡ+sⅡ-sⅠ=2aT2。所以選項A、B、C正確，D錯誤。3.（2019·全國卷Ⅰ）某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行研究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是點，在打出C點時物塊的速度大小為________m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為________m/s2（保留2位有效數(shù)字）?！窘馕觥课飰K沿傾斜的長木板加速下滑，相等時間內的間距越來越大，所以在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是A點。根據(jù)紙帶可知xAB=12.0mm、xBC=19.5mm、xCD=27.0mm、xDE=34.5mm，則vC==232.5mm/s=0.233m/s。xDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5mm，則a==750mm/s2=0.75m/s2。答案：A0.2330.754.(2019·泉州高一檢測)如圖是研究物體做勻變速直線運動時得到的一條紙帶(實驗中打點計時器所接低壓交流電源的頻率為50Hz)。從0點后開始每5個計時點取一個計數(shù)點，依照打點的順序依次編為0、1、2、3、4、5、6，測得s1=5.18cm，s2=4.40cm，s3=3.62cm，s4=2.84cm，s5(1)相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為_______s。

(2)物體的加速度大小a=_______m/s2，方向_______(選填“A→B”或“B→A”)。

(3)打點計時器打計數(shù)點3時，物體的速度大小v3=_______m/s。

【解析】(1)打兩個點之間的時間間隔等于交流電源頻率的倒數(shù)，即T=1f=150s每5個計時點取一個計數(shù)點，故相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔T=5×0.02s=0.1s。(2)由逐差法可得物體的加速度a=(s代入數(shù)據(jù)解得a=-0.78m/s2，負號表示物體加速度的方向，加速度大小為0.78m/s2。因為是依照打點的先后順序依次編號，所以物體的運動方向是B→A，而物體做勻減速直線運動，故加速度的方向是A→B。(3)打計數(shù)點3時物體的速度v3=s3+s42答案：(1)0.1(2)0.78&A→B(3)0.323【補償訓練】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，記錄小車運動的一段紙帶如圖甲所示，在紙帶上選擇A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出。(1)由紙帶提供的數(shù)據(jù)求出打下C、E點時小車的速度，填入表中：計數(shù)點序號BCDE計數(shù)點對應的時刻t/s00.10.20.3通過計數(shù)點時小車的速度v/(m·s-1)0.250.45(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖乙中作出小車運動的v-t圖像。(3)根據(jù)作出的v-t圖像可得小車運動的加速度為_______m/s2。

【解析】(1)根據(jù)平均速度定義可得vC=BD2T=AD-AB2T=0.35m/s，v0.55m/s。(2)畫出的v-t圖像應為一條傾斜直線，如圖所示。(3)由圖像的斜率可求得加速度a=ΔvΔt=1m答案：(1)0.35&0.55(2)(3)15.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到如圖甲所示的一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。(1)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度，vD=_______m/s，vC=_______m/s，vB=_______m/s。

(2)在如圖乙所示的坐標系中作出小車的v-t圖像，并根據(jù)圖像求出a=_______。

(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是______m/s，此速度的物理意義是：________________。

【解析】(1)根據(jù)vt2=vD=(105.60vC=(60.30vB=27.60×(2)作出v-t圖像如圖所示根據(jù)圖線斜率知a=12.60m/s2。(3)由圖知：交點的速度為0.1m/s，表示零時刻小車經(jīng)過A點時的速度。答案：(1)3.90&2.64&1.38(2)見解析圖&12.60m/s2(3)0.1&零時刻小車經(jīng)過A點時的速度【補償訓練】如圖所示，一個小球沿斜面向下運動，用每間隔110s曝光一次的頻閃相機拍攝不同時刻小球位置的照片，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個小球的像之間的時間間隔為110s，測得小球在幾個連續(xù)相等時間內位移(數(shù)據(jù)見表s1/cms2/cms3/cms4/cm8.209.3010.4011.50(1)小球在連續(xù)相鄰相等時間內的位移之差________(選填“相等”或“不相等”)，小球的運動性質屬于______直線運動。

(2)有甲、乙兩位同學計算小球加速度方法如下：甲同學：a1=s2-s1T2，a2=s乙同學：a1=s3-s12T你認為甲、乙哪位同學的計算方法正確？_______，加速度值為_______m/s2。

(3)圖中頻閃相機拍攝第二張照片的時刻小球瞬時速度為_______m/s。

【解析】(1)根據(jù)表格中位移數(shù)據(jù)可知，s4-s3=