2-1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【解析版】（人教版2019）

2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度.3.會(huì)利用v1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度.3.會(huì)利用v－t圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由圖像計(jì)算小車的加速度和判斷小車的運(yùn)動(dòng)情況．考點(diǎn)精析考點(diǎn)精析一、實(shí)驗(yàn)原理1．利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度：以紙帶上某點(diǎn)為中間時(shí)刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點(diǎn)的瞬時(shí)速度．2．用v－t圖像表示小車的運(yùn)動(dòng)情況：以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法畫出小車的v－t圖像，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果v－t圖像是一條傾斜的直線，說明小車的速度是均勻變化的．二、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、交變電源、紙帶、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)鋁板、小車、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、復(fù)寫紙、坐標(biāo)紙．三、實(shí)驗(yàn)步驟1．如圖1所示，把一端帶有定滑輪的長(zhǎng)鋁板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面．鋁板上放一個(gè)可以左右移動(dòng)的小車，小車一端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細(xì)繩．圖12．把小車停在靠近(“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置．先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后放開小車(填“啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“放開小車”)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)．隨后，立即關(guān)閉電源．3．換上新紙帶，并增減所掛槽碼(或在小車上放置重物)重新操作兩次．四、數(shù)據(jù)記錄1．采集數(shù)據(jù)舍掉紙帶開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)．可選擇相隔0.1s(或更短)的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量．如圖2所示，先測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離：x1、x2、x3、x4、x5…，再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，填入自己設(shè)計(jì)的表中．圖22．求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度(1)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度用平均速度來代替，即v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，若交流電源頻率為50Hz，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間隔4個(gè)點(diǎn))，則T＝0.1s.(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號(hào)0123456…時(shí)刻t/s00.10.20.30.40.50.6v1/(m·s－1)v2/(m·s－1)v3/(m·s－1)…五、數(shù)據(jù)分析1．在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．2.畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖所示．3．觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．考點(diǎn)深化4．根據(jù)所畫v－t圖像求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).考點(diǎn)深化1．開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放開小車(填“啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“放開小車”)．3．打點(diǎn)完畢，立即關(guān)閉電源．4．選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍掉開頭點(diǎn)跡密集部分，選取適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少．5．不要分段測(cè)量各段距離，應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢(可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)之間的距離)．6．在坐標(biāo)紙上畫v－t圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖像大致布滿坐標(biāo)紙.7.作v－t圖像時(shí)，我們利用的是瞬時(shí)速度，但某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度是難以測(cè)量的，我們可以用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，這是處理這一類問題的方法.例題精講例題精講一、單選題1．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一張打點(diǎn)清晰的紙帶如圖所示，要求測(cè)出D點(diǎn)瞬時(shí)速度，本實(shí)驗(yàn)采用包含D點(diǎn)在內(nèi)的一段距離中的平均速度來近似地代表D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，已知電源頻率50Hz，下列幾種方法中最準(zhǔn)確的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】D【詳解】ABC．計(jì)算瞬時(shí)速度時(shí)，所取位移越短，算出的平均速度越接近瞬時(shí)速度，所以選項(xiàng)A、B、C不合適；D．間含兩個(gè)打點(diǎn)間隔，即選項(xiàng)D正確。故選D。2．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A．分別逐個(gè)測(cè)出每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，這樣便于記錄B．為使測(cè)量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個(gè)點(diǎn)作為第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)C．為了便于測(cè)量，應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)D．兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1s【答案】C【詳解】A．測(cè)量每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)該用毫米刻度尺的零刻度對(duì)準(zhǔn)計(jì)時(shí)起點(diǎn)，一次讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得到每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值，故A錯(cuò)誤；BC。紙帶上開始時(shí)打的點(diǎn)比較密集，點(diǎn)距過小，測(cè)量誤差較大，故應(yīng)舍去，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，可增加測(cè)量距離，減小測(cè)量過程所產(chǎn)生的誤差，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定取0.1s，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（2023秋·湖南郴州·高一校聯(lián)考期末）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（所用交流電的頻率為50Hz），得到如圖所示的紙帶，圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來，下列表述正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．從紙帶上不可能求出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的速率C．從紙帶上可以求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率D．相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s【答案】C【詳解】A．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)C點(diǎn)為B與D的中間時(shí)刻點(diǎn)，則有故B錯(cuò)誤；同理可得故C正確；D．由于相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以時(shí)間間隔應(yīng)為0.1s，D錯(cuò)誤。故選C。4．（2023春·湖南衡陽·高一校考開學(xué)考試）如圖所示，“探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，則打C點(diǎn)時(shí)物體運(yùn)動(dòng)速度的大小為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于BD段的平均速度，則有故選D。二、多選題5．（2023·廣東陽江·高二?？紝W(xué)業(yè)考試）在實(shí)驗(yàn)中，我們經(jīng)常采用圖像法分析數(shù)據(jù)間的關(guān)系，則下列說法不正確的是（）A．連線時(shí)應(yīng)讓所有的點(diǎn)都落在線上 B．離線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去C．畫曲線時(shí)盡量使它兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同 D．用平滑的曲線連接點(diǎn)【答案】AD【詳解】在根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)用平滑的曲線或直線連接點(diǎn)，連線時(shí)不一定讓所有的點(diǎn)都落在線上，畫曲線時(shí)盡量使它兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，離線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去。本題選錯(cuò)誤的，故選AD。6．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用50Hz的交流電，下列說法中正確的是（）A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02sB．每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為0.04sC．每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為0.1sD．每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為0.1s【答案】AD【詳解】A．打點(diǎn)周期是頻率的倒數(shù)，，將f=50Hz代入可得打點(diǎn)周期為0.02s，A正確；B．每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為3×0.02s=0.06s，B錯(cuò)誤；C．每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為6×0.02s=0.12s，C錯(cuò)誤；D．每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為5×0.02s=0.10s，D正確。故選AD。三、填空題7．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）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50Hz．紙帶穿過打點(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)．回答下列問題：（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_______m/s．在打出D點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為_______m/s；（保留兩位有效數(shù)字）（2）物塊的加速度大小為_______m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）【答案】

（1）0.56

0.96

（2）2.0【詳解】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，所以（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x＝aT2可以求出加速度的大小，得8．（2023秋·陜西銅川·高一?？茧A段練習(xí)）如圖是某同學(xué)用手水平地拉動(dòng)紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后（電源頻率為50Hz）得到的紙帶，從A點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器到D點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器歷時(shí)_____s，位移為_____m，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為_____m/s，BC段的平均速度為_____m/s，F(xiàn)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以粗略的認(rèn)為是_____m/s．（平均速度和瞬時(shí)速度的結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】

0.1

0.0760

0.760

0.950

0.950【詳解】試題分析：通過紙帶相等時(shí)間內(nèi)的位移的變化判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)情況．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)位移和時(shí)間求出平均速度．解：如圖是某同學(xué)用手水平地拉動(dòng)紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后（電源頻率為50Hz）得到的紙帶，從A點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器到D點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器歷時(shí)0.1s，位移為0.0760m，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為=="0.760"m/s，BC段的平均速度為==0.950m/s，F(xiàn)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以粗略的認(rèn)為是BC段的平均速度，即大小是0.950m/s．故答案為0.1；0.0760；0.760；0.950；0.950【點(diǎn)評(píng)】能夠知道相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造并能熟練應(yīng)用，對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，要通過親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能體會(huì)具體操作細(xì)節(jié)的含義．四、實(shí)驗(yàn)題9．（2022秋·云南昭通·高一校考階段練習(xí)）小華同學(xué)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在某處，在繩子拉力的作用下小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶在水平木板上運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶的一段。如圖2所示，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上確定出八個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，并用刻度尺測(cè)出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)的單位是cm。（1）小華利用家庭電源來做實(shí)驗(yàn)，因此應(yīng)該選擇___________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為___________。（2）根據(jù)紙帶提供的信息，小華同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下1、2、3、4、5這五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度、請(qǐng)你幫助他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)小車的速度（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）并填入下表___________。計(jì)數(shù)點(diǎn)123456t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m·s-1)0.3580.4000.4400.4850.530（3）根據(jù)v-t圖像可知，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為___________m/s2（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

電火花

220V

0.570

0.42【詳解】（1）[1]由于直接利用家庭電源來做實(shí)驗(yàn)，所以應(yīng)選擇電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其工作電壓為220V。（2）[2]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程的平均速度，則有（3）[3]圖像的斜率表示加速度，根據(jù)v-t圖像可得10．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中。（1）實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是________。（2）如圖甲所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的記錄小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.表中列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F三點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。對(duì)應(yīng)點(diǎn)BCDEF速度/（m·s－1）0.7370.801_____0.994（3）以A為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖乙的坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間圖線________。（4）根據(jù)畫出的小車的速度—時(shí)間圖線計(jì)算出小車的加速度大小a＝________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（5）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值______（填“偏大”“偏小”或“相同”）?！敬鸢浮?/p>

彈簧測(cè)力計(jì)

0.864

0.928

見解析圖

0.64

偏大【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測(cè)力計(jì)。（2）[2][3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可知，vD＝＝0.864m/svE＝＝0.928m/s.（3）[4]小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示。（4）[5]由小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線可得，小車的加速度大小a＝＝m/s2＝0.64m/s2.（5）[6]當(dāng)交變電流的頻率f＝49Hz時(shí)，實(shí)際周期大于0.02s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式Δx＝aT2可知，加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏大。11．（2023秋·河南鄭州·高一鄭州市第十二中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某同學(xué)利用如圖所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________（選填“交流”或“直流”）電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是，當(dāng)電源的頻率為時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。（2）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶，如圖所示，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知所用電源的頻率為，則打A點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度大小________，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小________。（結(jié)果要求保留兩位有效數(shù)字）（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏________。（選填“大”或“小”）【答案】

交流

0.02

0.34

0.39

大【詳解】解：（1）[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器。[2]當(dāng)電源的頻率為時(shí)，由周期與頻率的關(guān)系，則它每隔0.02s打一次點(diǎn)。（2）[3]因紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，所以打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1s，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的速度等于平均速度，則有

[4]由?x=aT2，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?）[5]如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是，則打點(diǎn)周期變大，即打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間變大，小車的真實(shí)位移變大，計(jì)算時(shí)仍按原時(shí)間，則有由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏大。

12．（2023秋·安徽蕪湖·高一安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)校考期末）某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物體在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為。（不計(jì)空氣阻力，）（1）所用實(shí)驗(yàn)器材除電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有___________（填選項(xiàng)代號(hào)）A．電壓合適的交流電源

B．電壓合適的直流電源

C．刻度尺D．秒表

E.天平（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)的速度大小___________（保留兩位有效數(shù)字）。（3）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為___________（保留三位有效數(shù)字）。（4）重物落地瞬間，物塊的速度為___________（保留三位有效數(shù)字）。【答案】

AC

0.80

2.00

1.28【詳解】解：（1）[1]AB．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要打點(diǎn)，需要電壓合適的交流電源，A正確，B錯(cuò)誤；C．打出的紙帶需要測(cè)量點(diǎn)間的長(zhǎng)度，需要刻度尺，C正確；D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就可以計(jì)時(shí)，不需要秒表，D錯(cuò)誤；E．可由打出的紙帶來計(jì)算速度和加速度，所以不需要天平測(cè)量物體的質(zhì)量，E錯(cuò)誤。故選AC。（2）[2]由題意可知打點(diǎn)周期是T=0.02×5s=0.1s計(jì)數(shù)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)的速度大?。?）[3]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可得物塊做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為（4）[4]物塊加速時(shí)有已知v4=0.80m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)9對(duì)應(yīng)的速度大小設(shè)物塊加速時(shí)間為t1，減速時(shí)間為t2，則有t1+t2=0.5s由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式可有解得v=1.28m/s13．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）在測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)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50Hz）、槽碼、紙帶、細(xì)線組成如圖甲所示的裝置，用槽碼拉動(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)未標(biāo)出。某同學(xué)操作實(shí)驗(yàn)步驟如下，有錯(cuò)誤的步驟是_________或不需要的步驟是____________。A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，并連接好電路B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔C．適當(dāng)抬高長(zhǎng)木板的左端，在不掛槽碼的情況下，輕推小車，小車能勻速運(yùn)動(dòng)D．把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的槽碼E．將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處F．先釋放紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器【答案】

F

C【詳解】[1][2]本實(shí)驗(yàn)研究的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，是否存在摩擦阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，只要加速度恒定即可；實(shí)驗(yàn)時(shí)不能先釋放紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，所以應(yīng)該先接通電源，再釋放紙帶。故不需要的步驟是C，錯(cuò)誤的步驟是F，ABDE正確。14．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，如圖所示的是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s；(2)利用求得的數(shù)值在如圖所示的坐標(biāo)系中做出小車的v—t圖線（以打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)）()，并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝___m/s2；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是____cm/s，此速度的物理意義是______?！敬鸢浮?/p>

21.40

0.49

11.60

開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度（即表示小車在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度）【詳解】(1)[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率是50Hz時(shí)，它們每隔0.02s打一次點(diǎn)，根據(jù)題意可知：每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，因此計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，因此有(2)[2]描點(diǎn)作圖，用平滑曲線連接，如圖所示[3]速度圖象中斜率即加速度，所以(3)[4]將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是11.60cm/s；[5]此速度的物理意義是：開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度（即表示小車在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度）。15．（2023秋·重慶萬州·高二重慶市萬州第二高級(jí)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，電源頻率為50Hz，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s。（1）在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先___________再___________；（均選填“拉動(dòng)紙帶”或“啟動(dòng)電源”）（2）每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有___________個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出；（3）試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入下表（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）；vBvCvDvEvF數(shù)值/（m/s）__________________0.6400.721（4）以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，作出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線________；并說明小車速度變化的特點(diǎn)：___________?！敬鸢浮?/p>

啟動(dòng)電源

拉動(dòng)紙帶

4##四

0.400

0.479

0.560

小車的速度隨時(shí)間均勻增大【詳解】（1）[1][2]在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)電源，再拉動(dòng)紙帶。（2）[3]由題意可知相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間未標(biāo)出的計(jì)時(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)為（3）[4][5][6]分別用對(duì)應(yīng)時(shí)間段的平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得（4）[7]v-t圖線如圖所示。[8]v-t圖線為斜率為正的傾斜直線，說明小車的速度隨時(shí)間均勻增大。16．（2023·高一課時(shí)練習(xí)）數(shù)據(jù)處理：求物體的速度與加速度①利用平均速度求瞬時(shí)速度：vn=___________=。②利用___________圖像求加速度a．作出___________圖像，通過圖像的___________求解物體的加速度；b．剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度?！敬鸢浮?/p>

vn=

速度—時(shí)間

速度—時(shí)間

斜率【詳解】①[1]設(shè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔分別為、，n前后兩計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)間的距離分別為、，如圖：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度等于瞬時(shí)速度可得②[2][3][4]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式有可知利用速度—時(shí)間圖像的斜率可求加速度。17．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）用電火花計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)打出了如圖所示的一條紙帶。（1）電火花計(jì)時(shí)器使用的是___________V的___________（填“直流”或“交變”）電源；計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次得到了O、A、B、C、D幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。（2）小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則紙帶的___________（填“左”或“右”）端與小車相連；（3）用刻度尺量得OA=1.20cm，OB=2.80cm，OC=5.80cm，OD=7.20cm，打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為___________m/s，紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為___________m/s2；（4）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變大，而做實(shí)驗(yàn)的同