高一物理人教版必修第一冊(cè)同步學(xué)典：5實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 Word版含答案

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1、 人教版（2019）高中物理必修第一冊(cè)同步學(xué)典 （5）實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 1、某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,所得紙帶點(diǎn)間距過(guò)密,若利用該紙帶分析小車運(yùn)動(dòng)情況,下列做法可行的是(? ?) A.每隔9個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.2s B.每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s C.只研究紙帶后端幾個(gè)間距較大的點(diǎn)所在區(qū)域 D.只研究紙帶前端較密的幾個(gè)點(diǎn)所在區(qū)域 2、在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō),下列方法中有益的是( ) A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位 B.使小車運(yùn)動(dòng)

2、的加速度盡量大些 C.舍去紙帶上密集的點(diǎn),只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)行測(cè)量和計(jì)算 D.作圖像時(shí),必須要把描出的各點(diǎn)都連在同一條直線上 3、在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是(?? ) A.通過(guò)調(diào)節(jié),使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上 B.坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好 C.開(kāi)始前要先開(kāi)電源后放紙帶,打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好 4、以下是“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的一些步驟,其正確順序是________________。 ①把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車上; ②把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鋁板上,并接好電路;

3、③更換紙帶,再做兩次; ④把長(zhǎng)鋁板放在桌面上,并使滑輪伸出桌面; ⑤使小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,先接通電源,后放開(kāi)小車; ⑥將細(xì)繩拴在小車上并繞過(guò)定滑輪,下面掛上適量的槽碼; ⑦斷開(kāi)電源,取出紙帶。 5、在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，是一條記錄小車運(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)，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，交流電的頻率為50Hz．（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字） （1）vB=_____m/s； （2）求出小車的加速度：a=_____． 6、小車牽引紙帶沿斜面下滑,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖所示。已知打點(diǎn)周期為0.02s。

4、根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)填寫(xiě)表格并求出加速度為_(kāi)__________,作出圖像。(保留3位有效數(shù)字) 分段 第1段 第2段 第3段 第4段 第5段 第6段 時(shí)間t/s 0~0.1 0~0.2 0.2~0.3 0.3~0.4 0.4~0.5 0.5~0.6 隔斷位移x/m 平均速度 7、做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶,并在其上取了7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖(a)所示,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,電火花計(jì)時(shí)器接220V、50Hz流電源.他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打各

5、點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如表: 計(jì)數(shù)點(diǎn) B C D E F 速度() 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301 1.根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為,試在圖(b)坐標(biāo)系中合理選擇標(biāo)度,作出物體的圖象.根據(jù)圖象求出打G點(diǎn)時(shí)物體的速度大小_______.(保留兩位有效數(shù)字) 2.當(dāng)交流電源的頻率變?yōu)?9Hz,電壓變?yōu)?10V時(shí),該同學(xué)測(cè)得的物體速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比___________(選填“偏大”“偏小”或“不變”). 8、在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，交流電頻率為50 Hz，如圖給出了從0點(diǎn)開(kāi)始、每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，

6、其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn).測(cè)得，那么： 1.兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=______s. 2.3計(jì)數(shù)點(diǎn)處的瞬時(shí)速度的大小是 m/s. 3.小車運(yùn)動(dòng)的加速度的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)____，加速度的大小是 .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 9、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),得到如圖甲所示的一條紙帶,在紙帶上共取了七個(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),將這六條紙帶由短到長(zhǎng)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。最后將各紙條上端中心連起來(lái),于是得到表示關(guān)系的圖象。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為5

7、0Hz。 1.為表示關(guān)系,圖中的x軸對(duì)應(yīng)的物理量是時(shí)間t,y軸對(duì)應(yīng)的物理量是速度v。若紙條c的長(zhǎng)度為5.0,則圖中為_(kāi)_________s,為_(kāi)_________;因?yàn)楦骷垪l上端中心連線是__________,所以可以直觀地看出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng); 2.在紙帶未剪斷時(shí),量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別是、、、、、)。則小車的加速度__________,打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度為_(kāi)_________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案以及解析 1答案及解析： 答案：A 解析：實(shí)驗(yàn)中既要考慮減小實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差,又要得到盡量多的數(shù)據(jù)以減小誤差,

8、只有A項(xiàng)可行 2答案及解析： 答案：ABC 解析：選取計(jì)數(shù)點(diǎn)適于使被測(cè)量和計(jì)算的相鄰點(diǎn)間的間隔較大,這樣在用刻度尺測(cè)量這些點(diǎn)間的間隔時(shí),在一次測(cè)量絕對(duì)誤差基本相同的情況下,相對(duì)誤差較小,因此A正確;在實(shí)驗(yàn)中,如果小車運(yùn)動(dòng)的加速度偏小,紙帶上打出的點(diǎn)大部分會(huì)很密,這樣測(cè)量長(zhǎng)度的相對(duì)誤差會(huì)較大,測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)降低,因此小車的加速度盡量大些,B正確;為了減小測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)的相對(duì)誤差,舍去紙帶上過(guò)干密集甚至分辨不清的點(diǎn)是必要的,因此C正確;作圖像時(shí),將偏離比較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去,D錯(cuò)誤。 3答案及解析： 答案：AC 解析：實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)定滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣

9、在一條直線上,可以減小摩擦,A正確;要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi),B錯(cuò)誤;開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶,這樣可以使實(shí)驗(yàn)效果更好,打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶,C正確;鉤碼的質(zhì)量要適中,不要太大也不要太小,D錯(cuò)誤。 4答案及解析： 答案：④②①⑥⑤⑦③ 解析：在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)先固定好鋁板,再固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并固定在小車上,將細(xì)繩拴在小車上,繞過(guò)定滑輪,并掛上適量槽碼。準(zhǔn)備就緒后應(yīng)先讓小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,然后接通電源,再釋放小車,打點(diǎn)結(jié)束后關(guān)閉電源,更換紙帶,再做兩次。故實(shí)驗(yàn)的正確順序?yàn)棰堍冖佗蔻茛撷邸? 5答案及

10、解析： 答案：(1)1.38 (2)12.6 解析：（1）交流電的頻率為，則每打兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為，則每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，故相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間．打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為： （3）常數(shù)，其中，，所以解得：。 6答案及解析： 答案：0.145 0.245 0.355 0.455 0.560 0.665 1.04 如圖所示 解析：據(jù)得,各段平均速度分別為,,,,,。故圖像如圖所示。在圖像上找兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),通過(guò)計(jì)算出加速度,數(shù)值約為。 7答案及解析： 答案：1.如圖所示 0.34(0.33～0.35均可) 2.偏大

11、 解析：1.作出圖象如圖所示,注意盡量使描出的點(diǎn)落到直線上,不能落到直線上的點(diǎn)盡量讓其均勻分布在直線兩側(cè).由速度一時(shí)間圖象的斜率表示加速度,得物體的加速度,所以. 2.實(shí)驗(yàn)中電壓偏低不影響打點(diǎn)周期.當(dāng)交流電源的頻率為50Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)交流電源的頻率小于50Hz時(shí),打點(diǎn)時(shí)間間隔T變大,大于0.02s,如果仍按50Hz計(jì)算,計(jì)算所用的時(shí)間間隔小于真實(shí)時(shí)間間隔,則測(cè)量的速度的數(shù)值比真實(shí)的速度數(shù)值偏大. 8答案及解析： 答案：1.0. 1 2.0.263 3. ；0.50 解析：1.從0點(diǎn)開(kāi)始，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)

12、間間隔. 2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，則 在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)3時(shí)，小車的速度 。3.由可得 , ，，為了更加準(zhǔn)確地求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值，得，即小車運(yùn)動(dòng)的加速度的計(jì)算表達(dá)式,將題中數(shù)據(jù)代入加速度表達(dá)式解得。 9答案及解析： 答案：1.0.25;0.5;一條傾斜直線; 2.0.42;0.53 解析：1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s,又相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.1s,而每段位移的平均速度等于該段位移中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,故,;紙條上端中心連線為一傾斜的直線,故可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng); 2.由推論可知,,代入數(shù)據(jù)解得,打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度為段紙帶的平均速度,即,代入數(shù)據(jù)解得。