2023年高考物理分題型多維刷題練專題02探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(原卷版+解析)

專題02探究小車速度隨時間變化的規(guī)律1.實驗的設(shè)計原理(1)由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法如圖所示，0、1、2、···為時間間隔相等的各計數(shù)點，x1、x2、x3、···為相鄰兩計數(shù)點間的距離，若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量)，即兩連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。(2)由紙帶求物體運動加速度的方法①用“逐差法”求加速度根據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求出，再算出平均值②用圖像法求加速度先根據(jù)以求出所選的各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度，后作出v-t圖像，圖線的斜率為物體運動的加速度。2.實驗步驟(1)按圖把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。(2)把細繩的一端固定在小車上，跨過滑輪后在另一端掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔后一端固定在小車上，用手拉住小車。(3)先接通電源，后放開小車，讓小車運動，這樣打點計時器就在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，更換新紙帶，至少重復(fù)3次。(4)選取點跡清晰的紙帶進行研究，舍去開頭比較密集的點，確定好計數(shù)始點，每隔4個計時點取一個計數(shù)點，使時間間隔為T=0.1s。(5)用毫米刻度尺量出各計數(shù)點之間的距離、、?。用逐差法計算加速度的值，最后求其平均值（計算出各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度，作出v-t圖像，求得直線的斜率即小車運動的加速度)。典例1：（2022·浙江·高考真題）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大小為______cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是______。A．換成質(zhì)量更小的小車

B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，①下列說法正確的是______；A．拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C．測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要______（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到O點。典例2：（2019·全國·高考真題）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(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在ABCDE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）．1．（2022·新疆喀什·一模）用電磁打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，打點計時器的工作頻率為50Hz，如圖所示的是一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出。(1)根據(jù)運動學(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點時開始計時）()，并根據(jù)圖線求出小車運動的加速度a＝___m/s2；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)是____cm/s，此速度的物理意義是______。2．（2022·湖南婁底·模擬預(yù)測）某實驗小組做“探究勻變速直線運動”實驗，實驗裝置如圖甲所示：（1）實驗時___________（選填“需要”或“不需要”）用墊塊墊高長木板右端以平衡摩擦力；（2）實驗中打出的一段紙帶如圖乙所示，其中每相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，可以計算出小車的加速度大小為___________；（3）如果使用的是電火花打點計時器，實驗時電壓略低于220V，測出的加速度___________（選填“大于”“小于”或“等于”）小車的實際加速度。3．（2022·天津·模擬預(yù)測）在“研究勻變速直線運動”的實驗中：①本實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有____A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E.天平②如圖給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得：，，，，，。相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔用T表示，那么：計數(shù)點3處的瞬時速度的大小是______m/s，加速度的大小是______。（以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）若當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，但是做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此測量計算出的加速度值比實際值偏______。（填“大”或“小”）4．（2022·廣東佛山·模擬預(yù)測）（1）圖甲所示裝置是高中物理實驗中的常用裝置（天平、刻度尺未畫出），下列僅使用圖甲所示裝置能完成的實驗有______；A．研究勻變速直線運動

B．探究功與速度變化的關(guān)系C．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

D．驗證機械能守恒定律（2）用該裝置做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗：（?。┰诖藢嶒炛衉_____（填“需要”或“不需要”）平衡木板對小車的摩擦力；（ⅱ）第一次實驗時小車上放置一重物，鉤碼的質(zhì)量為10g，第二次實驗時從小車上取下該重物，保持鉤碼的質(zhì)量不變，根據(jù)兩次實驗獲得的數(shù)據(jù)得到的圖像如圖乙所示，圖線______（填“①”或“②”）是第二次實驗獲得的。圖丙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz，則小車在D點的速度大小為______m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。5．（2022·河南·模擬預(yù)測）某小組做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗。將紙帶穿過打點計時器時，三位同學(xué)的操作分別如圖中的①、②、③所示。你認為正確的操作應(yīng)該是___________（選填“①”、“②”或“③”）。操作正確后得到一條紙帶如圖所示，丁同學(xué)在紙帶上選取a、b、c、d、e五個計數(shù)點，并測量出它們的間距分別為x1、x2、、，則小車的加速度___________。（已知打點計時器電源的頻率為f）6．（2022·廣東·模擬預(yù)測）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置研究自由落體運動。（1）實驗的部分步驟如下：①把紙帶穿過打點計時器，下端連接重物；②豎直提起紙帶和重物，使重物靠近打點計時器，先___________，后___________，打點計時器在紙帶上打下一列點；③更換紙帶，重復(fù)①②的操作。（2）他挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖所示。其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算打點到D點時重錘的速度應(yīng)該選擇___________（填“BF段”，“CE段”）來計算，打C點時重錘的速度=___________m/s（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）7．（2022·浙江杭州·二模）小明用如圖所示的實驗裝置探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，請回答下列相關(guān)問題：①下列說法正確的是______（填字母）。A．進行實驗前，應(yīng)該把圖示木板的左端適當(dāng)墊高，以補償小車運動中受到的阻力B．小車前端掛的重物必須要選擇質(zhì)量很小的C．調(diào)節(jié)定滑輪的高度，以保證細繩方向與小車運動軌道（木板）平行D．打點結(jié)束后，先取下小車上的紙帶處理數(shù)據(jù)，再關(guān)閉打點計時器②本實驗經(jīng)過正確操作后，得到了一條打點清晰的紙帶；在紙帶上挑選出六個計數(shù)點，測算出相應(yīng)的速度，并將其描繪在圖像中（如圖所示），下列說法正確的是()A．為充分利用實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)把描出的六個點全部連接起來B．根據(jù)圖中所描的點可認為小車的速度隨著時間均勻增加C．應(yīng)連成一條過坐標(biāo)原點的直線，明顯偏離直線的點不用考慮D．應(yīng)從描出的六個點中取相距較遠的兩個點來計算小車的加速度8．（2022·重慶·三模）某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，先后在紙帶上確定出、、、、、、共個計數(shù)點。每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為。（1）在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)______填“先釋放紙帶再接通電源”或“先接通電源再釋放紙帶”。（2）為了計算打這個點時小車的速度大小，我們需要測量的物理量是______，測得該物理量為______，計算得到點的速度為______。（3）你能根據(jù)圖中的點跡判斷小車的運動性質(zhì)是______，你的判斷依據(jù)是______。（4）求出小車運動的加速度為______。9．（2022·遼寧葫蘆島·一模）依據(jù)伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》中描述的實驗方案，某實驗小組設(shè)計了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑的運動特點，操作步驟如下：①讓滑塊從距離擋板s處由靜止下滑，同時打開水箱閥門，讓水流到量筒中（假設(shè)水流均勻穩(wěn)定）；②當(dāng)滑塊碰到擋板時關(guān)閉閥門；③記錄量筒收集的水量V；④改變s，重復(fù)以上操作；⑤將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中。（1）該實驗用量筒中收集的水量來表示滑塊下滑的___________；A．位移

B．時間

C．速度

D．加速度（2）若保持下滑的距離s不變，僅增大滑塊的質(zhì)量，水量V將_________（選填“增大”、“不變”或“減小”）；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到s與________（選填“V”、“V-1”或“V2”）成正比，由此可得滑塊沿斜面下滑做勻變速直線運動。10．（2022·福建·模擬預(yù)測）在探究豎直向下的勻變速直線運動規(guī)律的過程中，我們利用電火花計時器記錄重物的下落過程，以下是某組同學(xué)在該實驗中得到的一條紙帶，如圖所示，已知每兩個計數(shù)點間的時間間隔是，用刻度尺測得，，，，，。（1）實驗時，下列說法正確的是()A．打點計時器的安裝放置要求兩限位孔在同一豎直線上B．開始打點計時的時候應(yīng)先釋放紙帶再接通電源C．打點計時器應(yīng)接在的交流電源上D．打點計時器應(yīng)接在的交流電源上（2）計算出打下點時重物的瞬時速度是________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）根據(jù)逐差法求出重物下落的加速度大小________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（4）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。專題02探究小車速度隨時間變化的規(guī)律1.實驗的設(shè)計原理(1)由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法如圖所示，0、1、2、···為時間間隔相等的各計數(shù)點，x1、x2、x3、···為相鄰兩計數(shù)點間的距離，若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量)，即兩連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。(2)由紙帶求物體運動加速度的方法①用“逐差法”求加速度根據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求出，再算出平均值②用圖像法求加速度先根據(jù)以求出所選的各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度，后作出v-t圖像，圖線的斜率為物體運動的加速度。2.實驗步驟(1)按圖把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。(2)把細繩的一端固定在小車上，跨過滑輪后在另一端掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔后一端固定在小車上，用手拉住小車。(3)先接通電源，后放開小車，讓小車運動，這樣打點計時器就在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，更換新紙帶，至少重復(fù)3次。(4)選取點跡清晰的紙帶進行研究，舍去開頭比較密集的點，確定好計數(shù)始點，每隔4個計時點取一個計數(shù)點，使時間間隔為T=0.1s。(5)用毫米刻度尺量出各計數(shù)點之間的距離、、?。用逐差法計算加速度的值，最后求其平均值（計算出各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度，作出v-t圖像，求得直線的斜率即小車運動的加速度)。典例1：（2022·浙江·高考真題）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大小為______cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是______。A．換成質(zhì)量更小的小車

B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，①下列說法正確的是______；A．拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C．測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要______（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到O點。【答案】（1）6.15~6.25

1.7~2.1

BC

（2）D

3【規(guī)范答題】（1）[1]依題意，打計數(shù)點B時小車位移大小為6.20cm，考慮到偶然誤差，6.15cm~6.25cm也可；[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，有考慮到偶然誤差，1.7m/s2~2.1m/s2也可；[3]A．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤；B．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要將長木板安打點計時器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?，故B正確；C．以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有考慮到實際情況，即，有則可知而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，即；可知目前實驗條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼，以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；D．實驗過程中，需將連接砝碼盤和小車的細繩應(yīng)跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。故選BC。（2）[4]A．在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不必使兩只測力計的示數(shù)相同，故A錯誤；B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故B錯誤；C．實驗中拉彈簧秤時，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關(guān)，故C錯誤；D．為了減小實驗中摩擦對測量結(jié)果的影響，拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，故D正確。故選D。[5]若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧稱拉住另一條細繩，互成角度的拉橡皮條，使其結(jié)點達到某一點O，記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個拉力的方向；交換彈簧稱和手所拉細繩的位置，再次將結(jié)點拉至O點，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F2；只有一個彈簧稱將結(jié)點拉至O點，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到O。典例2：（2019·全國·高考真題）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(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在ABCDE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）．【答案】A

0.233

0.75【規(guī)范答題】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點；在打點計時器打C點瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度．故本題正確答案為：A；0.233；0.75．1．（2022·新疆喀什·一模）用電磁打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，打點計時器的工作頻率為50Hz，如圖所示的是一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出。(1)根據(jù)運動學(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點時開始計時）()，并根據(jù)圖線求出小車運動的加速度a＝___m/s2；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)是____cm/s，此速度的物理意義是______?！敬鸢浮?/p>

(1)21.40

(2)

0.49

(3)11.60

開始計時時小車的速度（即表示小車在A點的瞬時速度）【規(guī)范答題】(1)[1]電磁打點計時器頻率是50Hz時，它們每隔0.02s打一次點，根據(jù)題意可知：每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，因此計數(shù)點之間的時間間隔為根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，因此有(2)[2]描點作圖，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]將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)是11.60cm/s；[5]此速度的物理意義是：開始計時時小車的速度（即表示小車在A點的瞬時速度）。2．（2022·湖南婁底·模擬預(yù)測）某實驗小組做“探究勻變速直線運動”實驗，實驗裝置如圖甲所示：（1）實驗時___________（選填“需要”或“不需要”）用墊塊墊高長木板右端以平衡摩擦力；（2）實驗中打出的一段紙帶如圖乙所示，其中每相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，可以計算出小車的加速度大小為___________；（3）如果使用的是電火花打點計時器，實驗時電壓略低于220V，測出的加速度___________（選填“大于”“小于”或“等于”）小車的實際加速度?！敬鸢浮浚?）不需要

（2）1.90

（3）等于【規(guī)范答題】（1）[1]因為該實驗只需要測出小車的加速度，不涉及其受力情況，故不需要平衡摩擦力；（2）[2]根據(jù)逐差法，可得（3）[3]實驗時，電壓略低不會對打點周期有影響，只要打點清晰，測出的加速度與實際加速度相等。3．（2022·天津·模擬預(yù)測）在“研究勻變速直線運動”的實驗中：①本實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有____A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E.天平②如圖給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得：，，，，，。相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔用T表示，那么：計數(shù)點3處的瞬時速度的大小是______m/s，加速度的大小是______。（以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）若當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，但是做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此測量計算出的加速度值比實際值偏______。（填“大”或“小”）【答案】①AC

②0.26

0.50

大【規(guī)范答題】①[1]使用打點計時器是需要用電壓合適的交流電源；處理紙帶時需要用刻度尺，而質(zhì)量不需要測量，對于時間，可通過打點計時器來確定，不需要使用秒表，故選AC；②[2]相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得[3]根據(jù)勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小，得[4]如果在某次實驗中，交流電的頻率49Hz，f＜50Hz，所以計算時所用打點周期比真實周期偏小，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大的。4．（2022·廣東佛山·模擬預(yù)測）（1）圖甲所示裝置是高中物理實驗中的常用裝置（天平、刻度尺未畫出），下列僅使用圖甲所示裝置能完成的實驗有______；A．研究勻變速直線運動

B．探究功與速度變化的關(guān)系C．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

D．驗證機械能守恒定律（2）用該裝置做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗：（ⅰ）在此實驗中______（填“需要”或“不需要”）平衡木板對小車的摩擦力；（ⅱ）第一次實驗時小車上放置一重物，鉤碼的質(zhì)量為10g，第二次實驗時從小車上取下該重物，保持鉤碼的質(zhì)量不變，根據(jù)兩次實驗獲得的數(shù)據(jù)得到的圖像如圖乙所示，圖線______（填“①”或“②”）是第二次實驗獲得的。圖丙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz，則小車在D點的速度大小為______m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）ABC

（2）不需要

①

1.9【規(guī)范答題】（1）[1]圖甲所示裝置中小車在鉤碼牽引作用下可以做勻變速直線運動，通過打點計時器打出的紙帶可以獲取小車的速度和加速度信息，在進行了平衡摩擦力操作之后，通過使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量可以近似認為小車所受合外力等于鉤碼重力，進而可以通過測量鉤碼下降的高度來計算合外力做功，因此運用此裝置可以進行研究勻變速直線運動、探究功與速度變化的關(guān)系和探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗，但不能進行驗證機械能守恒定律，原因是平衡摩擦力只是用重力的分力來抵消摩擦力的作用效果，小車本身仍受摩擦力作用，機械能不守恒。故選ABC。（2）（i）[2]用該裝置做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗時，只需小車做勻變速直線運動即可，摩擦力對實驗本身無影響，所以不需要平衡摩擦力；（ii）[3]根據(jù)牛頓第二定律可推知，第一次實驗小車的加速度小于第二次實驗小車的加速度，再根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度可推知圖線①的加速度較大，是第二次實驗獲得的。[4]由題圖丙可知相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為小車在D點的速度大小等于小車在C、E兩點間的平均速度大小，即5．（2022·河南·模擬預(yù)測）某小組做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗。將紙帶穿過打點計時器時，三位同學(xué)的操作分別如圖中的①、②、③所示。你認為正確的操作應(yīng)該是___________（選填“①”、“②”或“③”）。操作正確后得到一條紙帶如圖所示，丁同學(xué)在紙帶上選取a、b、c、d、e五個計數(shù)點，并測量出它們的間距分別為x1、x2、、，則小車的加速度___________。（已知打點計時器電源的頻率為f）【答案】

①

【規(guī)范答題】[1]紙帶穿過打點計時器時應(yīng)從限位孔穿過并使紙帶放置在復(fù)寫紙下方，只有①符合規(guī)范，故選①；[2]設(shè)每個計數(shù)點之間的時間為T，由逐差法可知小車的加速度由于相鄰計數(shù)點之間有4個點，所以聯(lián)立解得6．（2022·廣東·模擬預(yù)測）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置研究自由落體運動。（1）實驗的部分步驟如下：①把紙帶穿過打點計時器，下端連接重物；②豎直提起紙帶和重物，使重物靠近打點計時器，先___________，后___________，打點計時器在紙帶上打下一列點；③更換紙帶，重復(fù)①②的操作。（2）他挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖所示。其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算打點到D點時重錘的速度應(yīng)該選擇___________（填“BF段”，“CE段”）來計算，打C點時重錘的速度=___________m/s（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）接通電源

釋放紙帶（釋放重物）

（2）CE

2.21【規(guī)范答題】(1)②[1][2]如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后釋放紙帶。(2)[3]根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可知計算打點到D點時重錘的速度應(yīng)該選擇CE段，誤差更小。[4]勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出C點的速度大小為7．（2022·浙江杭州·二模）小明用如圖所示的實驗裝置探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，請回答下列相關(guān)問題：①下列說法正確的是______（填字母）。A．進行實驗前，應(yīng)該把圖示木板的左端適當(dāng)墊高，以補償小車運動中受到的阻力B．小車前端掛的重物必須要選擇質(zhì)量很小的C．調(diào)節(jié)定滑輪的高度，以保證細繩方向與小車運動軌道（木板）平行D．打點結(jié)束后，先取下小車上的紙帶處理數(shù)據(jù)，再關(guān)閉打點計時器②本實驗經(jīng)過正確操作后，得到了一條打點清晰的紙帶；在紙帶上挑選出六個計數(shù)點，測算出相應(yīng)的速度，并將其描繪在圖像中（如圖所示），下列說法正確的是()A．為充分利用實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)把描出的六個點全部連接起來B．根據(jù)圖中所描的點可認為小車的速度隨著時間均勻增加C．應(yīng)連成一條過坐標(biāo)原點的直線，明顯偏離直線的點不用考慮D．應(yīng)從描出的六個點中取相距較遠的兩個點來計算小車的加速度【答案】①C

②B【規(guī)范答題】①[1]AB．在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律時，只要小車做勻加速運動即可，所以不必須將木板一端墊高，也不必讓重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，故AB錯誤；C．為了保證小車做勻加速運動，應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度，以保證細繩方向與小車運動軌道（木板）平行，故C正確；D．實驗結(jié)束時，應(yīng)先關(guān)電源，然后再取下紙帶，故D錯誤。②A．為充分利用實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，舍棄明顯偏離直線的點，故A錯誤；B．根據(jù)圖中所描的點可認為小車的速度隨著時間均勻增加，故B正確；C．由于所選計數(shù)點不是從零時刻開始，所以規(guī)定的零時刻速度不為零，所以直線不過原點，故C錯誤；D．應(yīng)由圖線上任意兩點所對應(yīng)的速度及時間,用公式算出加速度，故D錯誤。8．（2022·重慶·三模）某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，先后在紙帶上確定出、、、、、、共個計數(shù)點。每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為。（1）在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)______填“先釋放紙帶再接通電源”或“先接通電源再釋放紙帶”。（2）為了計算打這個點時小車的速度大小，我們需要測量的物理量是______，測得該物理量為______，計算得到點的速度為______。（3）你能根據(jù)圖中的點跡判斷小車的運動性質(zhì)是______，你的判斷依據(jù)是______。（4）求出小車運動的加速度為______?！敬鸢浮浚?）先接通電源再釋放紙帶

（2）之間的距離

8.00

0.4

（3）勻加速直線運動

小車在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移越來越大，且連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差幾乎相等

（4）0.80【規(guī)范答題】（1）[1]在實驗中，使用打點計時器應(yīng)接通電源再釋放紙帶；（2）[2][3][4]根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知，中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度，則要測量點的瞬時速度，需要測量的是之間的距離，測得該物理量為則點的