2018-2019學(xué)年高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究專題2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課時(shí)同步習(xí)題新人教版.docx

第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1（2018江西省瑞金三中）關(guān)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法正確的是A電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是6 V以下的直流電源B在測(cè)量物體速度時(shí)，先讓物體運(yùn)動(dòng)，后接通電源C使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越短D同一紙帶上打的點(diǎn)越密，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)得越快【答案】C【點(diǎn)睛】對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)儀器不光要了解其工作原理，還要從實(shí)踐上去了解它，自己動(dòng)手去實(shí)際操作，達(dá)到熟練使用的程度。2（2018河北省淶水波峰中學(xué)）圖為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的4條紙帶，其中平均速度最大的是（打點(diǎn)時(shí)間間隔均相同）A BC D【答案】A【解析】由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔相等，在打下相同個(gè)數(shù)點(diǎn)的過(guò)程中，所用的時(shí)間相同，而紙帶A的位移最大，所以紙帶A的平均速度最大，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3（2018云南省曲靖市麒麟高中）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得AB、AC、AD的距離分別為x1、x2、x3，如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，則小車的加速度為A BC D【答案】A4某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。（已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是_（填“從右向左”或“從左向右”）運(yùn)動(dòng)的。（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為_(kāi)m/s，加速度大小為_(kāi)m/s2。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）從右向左 （2）0.19 0.037【解析】（1）小車在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由圖（b）知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)的；（2）已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，所以相鄰兩水滴間的時(shí)間間隔為：，所以A點(diǎn)位置的速度為：，根據(jù)逐差法可求加速度：，解得a=0.037 m/s2?！久麕燑c(diǎn)睛】注意相鄰水滴間的時(shí)間間隔的計(jì)算，46滴水有45個(gè)間隔；速度加速度的計(jì)算，注意單位、有效數(shù)字的要求。5（2018天津市河西區(qū)）某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶如下圖，他在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在這點(diǎn)下標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，他只測(cè)得AC長(zhǎng)為，CD長(zhǎng)為，DE長(zhǎng)為。（1）為了探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，該同學(xué)所取的計(jì)時(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)_（填字母序號(hào)）。A偏少 B偏多 C合適（2）若小車是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由該同學(xué)所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫他求出：小車的加速度a=_m/s2，A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度_。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）A （2）2.58 0.470，代入數(shù)據(jù)解得：，根據(jù)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，得：，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式得：，解得：?！军c(diǎn)睛】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度的大小，根據(jù)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，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，再根據(jù)求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小。6（2018山東省青州市）探究勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，老師取出一條點(diǎn)跡清晰的實(shí)驗(yàn)紙帶，按照打點(diǎn)順序，以開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻為起點(diǎn)，每5個(gè)剪下來(lái)一條短紙帶，然后把紙帶下端對(duì)齊，依次擺放在x軸上，如圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源的頻率是50 Hz，（1）每條紙帶對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為t=_s；（2）運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后t=0.05 s時(shí)刻，小車的瞬時(shí)速度為v=_m/s（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）結(jié)合坐標(biāo)中的數(shù)據(jù)信息，可得小車加速度大小是_（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）0.1 （2）2.1 （3）0.13【點(diǎn)睛】此題中處理紙帶的方法中，紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比。7某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下：如圖（a），將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間t；用s表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度，如圖（b）所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的t時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中的位置相同，令滑塊由靜止開(kāi)始下滑，重復(fù)步驟、；多次重復(fù)步驟；利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出t圖，如圖（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則 與vA、a和t的關(guān)系式為=_。（2）由圖（c）可求得，vA=_cm/s，a=_cm/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】（1） （2）52.1 16.6（15.816.8）【名師點(diǎn)睛】此題主要考查學(xué)生對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的運(yùn)用能力；解題時(shí)要搞清實(shí)驗(yàn)的原理，能通過(guò)運(yùn)動(dòng)公式找到圖象的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合圖象的截距和斜率求解未知量。8某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（1）實(shí)驗(yàn)中必要的措施是_。A細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行B先接通電源再釋放小車C小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 D平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力（2）他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出）。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。則小車的加速度a=_m/s2（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=_m/s。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）AB （2）0.80 0.409某同學(xué)利用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間的變化。物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過(guò)滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50 Hz。紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為_(kāi)m/s。在打出D點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為_(kāi)m/s；（保留兩位有效數(shù)字）（2）物塊的加速度大小為_(kāi)m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.0【名師點(diǎn)睛】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上小車的瞬時(shí)速度大小，然后用速度公式求加速度即可。10如圖1所示的（圖中長(zhǎng)木板水平固定）是高中物理常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)用該裝置完成測(cè)定木塊運(yùn)動(dòng)加速度 圖1（1）圖2中的實(shí)驗(yàn)照片中是否有實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤、不合理或不必要之處？若存在問(wèn)題，請(qǐng)指明問(wèn)題所在。照片A（電鍵一側(cè)連蓄電池） 照片B木塊釋放位置圖2（2）如圖3所示為從實(shí)驗(yàn)中得到的一條認(rèn)為最能反映木塊勻變速運(yùn)動(dòng)紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，從紙帶上測(cè)得x1=3.20 cm、x2=4.52 cm 、x5=8.42 cm、x6=9.70 cm，則木塊的加速度大小a=_。（保留兩位有效數(shù)字）圖3（3）下列哪些措施能有助于減小實(shí)驗(yàn)的誤差_。A選用輸出電壓穩(wěn)定性更佳的穩(wěn)恒電源B選用輸出電壓變化周期更穩(wěn)定的交流電源C調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉線與長(zhǎng)木板平行D實(shí)驗(yàn)中滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量ME實(shí)驗(yàn)前先平衡滑塊與木板間的摩擦力【答案】（1）照片A：實(shí)驗(yàn)有錯(cuò)誤之處，選用蓄電池作為電源。照片B：實(shí)驗(yàn)有不合理之處，木塊起始點(diǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器過(guò)遠(yuǎn)。 （2） （3）BC11（2018福建省漳州市）某小組研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。測(cè)量木塊在水平木板上運(yùn)動(dòng)的加速度a。實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示。從某個(gè)清晰的點(diǎn)O開(kāi)始，每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)出1、2、3，量出1、2、3點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為，從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，1、2、3點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻分別為，求得，。作出圖象如圖丙所示。圖線的斜率為k，截距為b。則木塊的加速度a=_；b的物理意義是_。【答案】2k O點(diǎn)的瞬時(shí)速度【解析】圖線縱軸截距是0時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度，即表示O點(diǎn)的瞬時(shí)速度。各段的平均速度表示各段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，以平均速度，為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的一半為橫坐標(biāo)，即的圖象的斜率表示加速度a，圖象的斜率的2倍表示加速度，即a=2k。12實(shí)驗(yàn)題。（1）關(guān)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器，下列說(shuō)法正確的是_。A電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流電源，而電火花計(jì)時(shí)器用的是交流電源B它們每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)C它們的工作電壓均為220 V的交流電源D使用它們計(jì)時(shí)時(shí)，必須先拉動(dòng)紙帶，再立即接通電源（2）如圖1所示是電火花計(jì)時(shí)器的示意圖，其工作時(shí)的基本步驟如下：A當(dāng)紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器B接通開(kāi)關(guān)，聽(tīng)到放電聲，拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)C將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座上述步驟正確的順序是_。（按順序填寫步驟編號(hào)）（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下如圖2甲所示。若工作電源的頻率為50 Hz，紙帶上打點(diǎn)如圖2乙所示，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)小車的速度vA=_m/s，若小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度a=_m/s2。（4）在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)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，為了計(jì)算加速度，最合理的方法是_。A根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度 B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖象，量取其傾角，由公式a=tan 求出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式算出加速度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【答案】（1）B （2）DCBA （3）0.55 5 （4）C【解析】（1）電火花計(jì)時(shí)器是使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓交流6 V以下，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)，故AC錯(cuò)誤，B正確；使用它們計(jì)時(shí)時(shí)，必須先接通電源，再拉動(dòng)紙帶，故D錯(cuò)誤。（2）實(shí)驗(yàn)步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原則進(jìn)行：先將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座，再將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通開(kāi)關(guān)，聽(tīng)到放電聲，拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，最后當(dāng)紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)，上述步驟正確的順序是DCBA。（3）小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故vA= cm/s =55 cm/s=0.55 m/s；根據(jù)推論公式，有?！久麕燑c(diǎn)評(píng)】對(duì)于基本儀器的使用和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實(shí)踐上去了解它，自己動(dòng)手去做做，以加強(qiáng)基本儀器的了解和使用；明確紙帶處理中瞬時(shí)速度和加速度的求解方法，掌握電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別與聯(lián)系；還考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法，在實(shí)驗(yàn)中處理數(shù)據(jù)的方法較多，而圖象法往往是一種比較準(zhǔn)確的解題方法。13在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，某同學(xué)用一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（頻率為50 Hz）、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖甲所示的裝置，用鉤碼拉動(dòng)小車，使其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得到如圖乙所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出）（1）某同學(xué)操作實(shí)驗(yàn)步驟如下，有錯(cuò)誤或不需要的步驟是_（填寫字母）。A將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路B將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔C適當(dāng)抬高長(zhǎng)木板的右端，使不掛鉤碼的情況下，輕推小車，小車能勻速運(yùn)動(dòng)D把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼E將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處F放開(kāi)紙帶，再接通電源（2）用毫米刻度尺測(cè)量得圖乙中各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為：AB=3.00cm、AC=l0.16 cm、AD=21.48 cm、 AE=36.95 cm，則：打D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)m/s；小車的加速度為 _m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）CDF （2）1.34 4.16速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：?！久麕燑c(diǎn)睛】教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，提高解題能力。要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用。注意單位的換算。14（2018江西省景德鎮(zhèn)市第一中學(xué)等盟校）某小組設(shè)計(jì)了使用位移傳感器的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)加速度；讓木塊從傾角為的木板上靜止釋放，位移傳感器連接計(jì)算機(jī)描繪出了木塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律，如圖線所示；圖中木塊的位移從x1到x2和從x2到x3的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T，重力加速度g=10 m/s2。 （1）根據(jù)上述圖線計(jì)算木塊加速度a=_；（用題中所給字母表示）（2）若只減小木板傾斜的角度，則木塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律可能是圖中的哪條_。（選填圖線序號(hào)、或）【答案】（1） （2）【解析】（1）木塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之差，故，解得。（