2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章勻變速直線運動的研究1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課時作業(yè)含解析新人教版必修第一冊

PAGEPAGE7課時作業(yè)5試驗：探究小車速度隨時間改變的規(guī)律時間：45分鐘一、單項選擇題1．關(guān)于打點計時器，下列說法正確的是(B)A．紙帶上打的點越密，說明物體運動得越快B．電火花計時器運用的是220V溝通電源C．運用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越長D．試驗時應(yīng)先釋放小車，后接通打點計時器的電源解析：紙帶上打的點越密，說明物體運動越慢；電火花計時器運用的是220V溝通電源；因為T＝eq\f(1,f)，所以運用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越短；試驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源，后釋放小車．B正確．2．下列關(guān)于計數(shù)點的說法中，不正確的是(C)A．用計數(shù)點進行測量計算，既便利又可減小誤差B．相鄰計數(shù)點間的時間間隔應(yīng)是相等的C．相鄰計數(shù)點間的距離應(yīng)是相等的D．計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來的，相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等解析：選取計數(shù)點時，舍去開頭較密集的點，只利用點跡清晰的點，且每隔確定個數(shù)的點選為一個計數(shù)點，因此計數(shù)點的時間間隔相等，而間距不確定相等，這樣做的優(yōu)點是測量便利，誤差較?。?．在用打點計時器“探究小車速度隨時間改變的規(guī)律”的試驗中，下述測量每相鄰兩計數(shù)點間距離的方法正確的是(C)A．當(dāng)某兩個計數(shù)點間的距離較大時，可以用短尺把它分段來測量B．當(dāng)某兩個計數(shù)點間的距離較小時，可以用短尺一次把它測完C．測量每兩個相鄰計數(shù)點間的距離，應(yīng)當(dāng)用帶有毫米刻度的長尺的零刻線對準(zhǔn)起點，讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得出每兩個計數(shù)點間距離的數(shù)值D．分別逐個測出每兩個計數(shù)點間的距離，這樣便于記錄解析：不論兩個計數(shù)點間的距離大還是小，采納C項所述方法可減小誤差，C正確．4．關(guān)于用打點計時器探討小車在重物牽引下運動的試驗操作，下列說法中錯誤的是(A)A．長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低B．在釋放小車前，小車應(yīng)靠近在打點計時器旁C．應(yīng)先接通電源，待打點計時器起先打點且穩(wěn)定后再釋放小車D．要在小車到達定滑輪前使小車停止運動，再斷開電源解析：試驗過程中，一般長木板應(yīng)平放，不能側(cè)向傾斜，但適當(dāng)一端高一端低，也是可以的，故A項錯誤；在釋放小車前，小車應(yīng)在靠近打點計時器處，故B項正確；應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，故C項正確；不要讓小車碰在定滑輪上，故D項正確．5．在試驗中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計數(shù)點的瞬時速度后，以速度v為縱軸，以時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．某次試驗中某同學(xué)描出的點如圖所示．在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個點．下列思索有道理的是(B)①這10個點無論如何也不在一條直線上，因此小車運動的v－t圖線不行能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線②這10個點中有8個點雖然不在一條直線上，但它們在一條直線旁邊，只有F和B兩點離這條直線太遠③在10個點當(dāng)中只有4個點能畫在一條直線上(A、D、G、I)，有6個點不在該直線上，這條直線確定不能表示小車運動的規(guī)律④與直線偏差較小的點(C、E、H、J)可能是試驗誤差造成的，而與直線偏離較大的點(B、F)則可能是試驗中出現(xiàn)錯誤造成的A．①③B．②④C．①②D．③④解析：因為有誤差，這些點才不行能在一條直線上，若志向化，這些點將都在一條直線上，①③錯誤，②④正確．二、多項選擇題6．在“探討勻變速直線運動”的試驗中，運用電磁打點計時器(所用溝通電的頻率為50Hz)，得到如圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是(BC)A．試驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s解析：在“探討勻變速直線運動”的試驗中，試驗時應(yīng)先接通電源再放開紙帶，故選項A錯誤；B點對應(yīng)的速率vB＝eq\f(xAC,2T)，選項C正確；由于相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，所以時間間隔為0.1s，選項D錯誤，選項B正確．

7.如圖所示為同一打點計時器打出的兩條紙帶，由紙帶可知(BD)A．在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的大B．在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小C．紙帶甲的加速度比乙的大D．紙帶甲的加速度比乙的小解析：在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，兩紙帶所用時間相同，但甲紙帶位移小于乙紙帶位移，故eq\x\to(v)甲<eq\x\to(v)乙，選項A錯誤，選項B正確；相鄰計數(shù)點間所用時間相等，但乙的速度改變得更快，故a甲<a乙，選項C錯誤，選項D正確．8．在用打點計時器“探究小車速度隨時間改變的規(guī)律”試驗中，下列關(guān)于作v－t圖象的說法中，正確的是(BD)A．只要確定了v－t圖象中的兩點，就可以得出小車運動的v－t圖象，因此，試驗只須要測出兩組數(shù)據(jù)B．作v－t圖象時，所取的點越多，圖線就越精確C．作出的v－t圖線應(yīng)當(dāng)通過全部的點，圖線曲折也可以D．對于偏離直線較遠的點，說明誤差太大，應(yīng)舍去解析：作v－t圖象時，選取的點越多，作出的圖線越精確，但由于試驗存在誤差，同一次試驗得到的各點不行能全部在同始終線上，因此，應(yīng)使落不到直線上的點勻稱分布在直線的兩側(cè)，以減小試驗造成的誤差．三、非選擇題9．在做“探究小車速度隨時間改變的規(guī)律”的試驗時，打點計時器應(yīng)接在低壓溝通(選填“直流”或“溝通”)電源上，每隔0.02s打一次點．如下圖是某次試驗的紙帶，舍去前面比較密的點，從0點起先，每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點，標(biāo)以1、2、3……那么相鄰兩個計數(shù)點之間的時間為0.1s，各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為x1＝3cm、x2＝7.5cm、x3＝13.5cm，則物體通過1計數(shù)點的速度v1＝0.375m/s，通過2計數(shù)點的速度v2＝0.525m/s，運動的加速度為1.5m/s2.解析：打點計時器應(yīng)接在溝通電源上，每隔0.02s打一次點，若每5個點取一個計數(shù)點，則打點的時間間隔T＝5×0.02s＝0.1s．依據(jù)v1＝eq\f(x2,2T)＝eq\f(7.5×10－2,2×0.1)m/s＝0.375m/s，同理可得v2＝0.525m/s；a＝eq\f(v2－v1,T)＝1.5m/s2.10．在“探討勻變速直線運動”的試驗中，已測得小車的加速度大小應(yīng)為4.41m/s2.(1)若其他試驗條件不變，僅將溝通電的頻率從50Hz提高到60Hz，則測出的加速度大小為4.41_m/s2；(2)若事后發(fā)覺溝通電的周期不是計算中所用的0.02s，而是0.021s，則小車的加速度大小應(yīng)為4.00_m/s2.解析：(1)無論溝通電的頻率是多少，只要按相應(yīng)的打點周期計算，結(jié)果都一樣，故溝通電頻率為60Hz時，其他條件不變，測出的加速度仍為4.41m/s2.(2)由Δs＝aT2知Δs＝a1Teq\o\al(2,1)，則實際加速度的測量值應(yīng)為：a2＝eq\f(Δs,T\o\al(2,2))＝eq\f(a1T\o\al(2,1),T\o\al(2,2))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.02,0.021)))2×4.41m/s2＝4.00m/s2.11．某同學(xué)在“探究小車速度隨時間改變的規(guī)律”的試驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動狀況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共七個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖甲所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10s.(1)試依據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下空(要求保留三位有效數(shù)字)．vB＝0.400m/s，vC＝0.479m/s，vD＝0.560m/s，vE＝0.640m/s，vF＝0.721m/s.(2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間改變的關(guān)系圖象．答案：圖象見解析(3)依據(jù)第(2)問中畫出的v－t圖象，求出小車運動的加速度為0.780～0.820之間均可m/s2.(保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)vB＝eq\f(xAB＋xBC,0.2s)＝eq\f(3.62＋4.38,0.2)cm/s＝0.400m/s.vC＝eq\f(xBC＋xCD,0.2s)＝eq\f(4.38＋5.20,0.2)cm/s＝0.479m/s.vD＝eq\f(xCD＋xDE,0.2s)＝eq\f(5.20＋5.99,0.2)cm/s≈0.560m/s.vE＝eq\f(xDE＋xEF,0.2s)＝eq\f(5.99＋6.80,0.2)cm/s≈0.640m/s.vF＝eq\f(xEF＋xFG,0.2s)＝eq\f(6.80＋7.62,0.2)cm/s＝0.721m/s.(2)先描出不同時刻各點的速度，再畫出速度圖象，并讓盡可能多的點位于這條直線上，如下圖所示．(3)依據(jù)圖線的斜率可確定出小車運動的加速度，數(shù)值應(yīng)在0.780～0.820m/s2.12．某同學(xué)利用一架固定好的自動相機，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動后不久做勻加速直線運動的照片．相鄰兩次曝光的時間間隔為2.0s．已知小轎車的車長為4.5m．他用刻度尺測量照片上的長度關(guān)系，結(jié)果如圖所示，請你估算：(1)這輛小轎車的加速度；(2)小轎車在照片中的第2個像所對應(yīng)時刻的瞬時速度大小v.解析：(