2024-2025學年高一物理必修第一冊（配人教版）第1章 運動的描述 分層作業(yè)4 測量紙帶的平均速度和瞬時速度 速度-時間圖像

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分層作業(yè)4測量紙帶的平均速度和瞬時速度速度—時間圖像A組必備知識基礎(chǔ)練1.(2024陜西西安高一期中)在用打點計時器測速度的實驗中,把一端帶有定滑輪的長木板平放在實驗桌上,木板上放一個可以左右移動的小車,小車一端連接穿過打點計時器的紙帶,另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩,小車在槽碼的牽引下運動。(1)下列操作正確的是(填選項前的字母)。

A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器B.打點計時器應(yīng)放在長木板有滑輪的一端固定C.先接通電源,后釋放小車D.電火花計時器應(yīng)使用低壓交變電源(2)如圖為同一打點計時器在四條水平運動的紙帶上打出的點,四條紙帶上a點、b點間的距離相等,則a點、b點間的平均速度最小的是。

2.(1)如圖所示,一個人右手拿一支彩色畫筆,另一個人拉動一條寬約1cm的長紙帶,使紙帶在筆下沿著直線向前移動。每隔1s用畫筆在紙帶上點一個點,這樣,就做成了一臺簡單的“打點計時器”。由實驗可知,紙帶速度越大,相鄰兩點的距離越(選填“遠”或“近”),紙帶的速度對相鄰兩點所表示的時間(選填“有”或“沒有”)影響。

(2)小張用同一個打點計時器在固定頻率下,測量小車拉動紙帶甲、乙、丙、丁的運動速度,每次小車都是自右向左運動,四段紙帶的長度都相同,如圖所示,則下列敘述正確的是。

A.紙帶甲打點均勻,表示小車是勻速運動的B.紙帶乙顯示的平均速度與紙帶甲的相同C.紙帶丙表示的小車的運動是先快后慢D.紙帶丁表示的小車的運動是先慢后快3.在用手拖動紙帶,測量紙帶的平均速度和瞬時速度時,打出如圖所示的一條紙帶,所用打點計時器使用頻率為50Hz的電源。(1)可以判斷,下列說法正確的是。

A.紙帶做加速運動B.紙帶做勻速運動C.紙帶做減速運動D.紙帶在1點的速度小于在3點的速度(2)在計算A~F間的平均速度時,下列做法正確的是。

A.用AF間距除以0.1sB.用BE間距除以0.06sC.用AC間距除以0.04sD.用CD間距除以0.02s4.像打點計時器一樣,數(shù)字計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,數(shù)字計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)有一放在氣墊導軌上的滑塊通過光電門,如圖乙所示,用最小刻度為1mm的刻度尺測量滑塊上擋光片的寬度d,示數(shù)如圖丙所示。丙(1)讀出擋光片的寬度為d=cm。

(2)滑塊在牽引力作用下通過光電門,數(shù)字計時器記錄了它通過光電門的時間為t=1.0×10-3s,由公式v=,可得到滑塊通過光電門的速度為m/s。

B組關(guān)鍵能力提升練5.某探究小組用手機和帶刻度的玻璃筒等器材研究金屬小球在水中豎直下落的速度變化情況。用手機拍攝功能記錄小球在水中由靜止釋放后位置隨時間的變化,每0.02s拍攝一張照片。(1)取某張照片中小球的位置為0號位置,然后依次每隔4張照片標記一次小球的位置,則相鄰標記位置之間的時間間隔是s。

(2)測得小球位置x隨時間t的變化曲線如圖所示。由圖可知,小球在0.05~0.40s時間段內(nèi)的平均速度的大小(選填“大于”“等于”或“小于”)0.40~0.65s時間段內(nèi)的平均速度的大小。

6.利用如圖所示裝置測量滑塊的速度,圖中MN是水平桌面,1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個數(shù)字計時器沒有畫出。實驗時,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10-2s和4.0×10-3s,滑塊的寬度d=1.010cm。(1)滑塊通過光電門1時的速度v1=m/s,通過光電門2時的速度v2=m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(2)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值,它們實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的,要使瞬時速度的測量值更接近于真實值,可將滑塊的寬度(選填“增加”或“減小”)一些。

7.(2024山東淄博高一期中)某同學在做測量直線運動物體的瞬時速度的實驗,他從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條紙帶,已知電火花計時器使用的電源頻率為50Hz,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出,各計數(shù)點到0點的距離如紙帶上所示。(1)為了達到實驗?zāi)康?除了有電火花計時器、紙帶、小車、細繩、導線、交變電源、小木塊、長木板外,下列儀器還需要。

A.刻度尺B.鐵架臺C.秒表D.天平(2)根據(jù)紙帶提供的信息,該同學已經(jīng)計算出了打下1、2、3、4、6五個計數(shù)點時的速度,請你幫他計算出計數(shù)點5對應(yīng)小車的速度v5=m/s。

(3)以速度v為縱軸、時間t為橫軸在坐標紙上建立直角坐標系,根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù),在坐標系中描點,并作出小車運動的v-t圖像。計數(shù)點123456t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m·s-1)0.360.400.440.490.57

參考答案分層作業(yè)4測量紙帶的平均速度和瞬時速度速度—時間圖像1.解析(1)為了有效利用紙帶,在釋放小車前,小車要靠近打點計時器,A正確;打點計時器應(yīng)放在長木板沒有滑輪的一端固定,B錯誤;使用打點計時器時,要先接通電源,后釋放小車,C正確;電火花計時器應(yīng)使用220V交變電源,D錯誤。(2)四條紙帶上a點、b點間的距離相等,因為紙帶D上a點、b點間打點間隔數(shù)最多,所用時間最長,故紙帶D上a點、b點間的平均速度最小。答案(1)AC(2)D2.解析(1)由于相鄰兩點表示的時間間隔相同,則紙帶速度越大,相鄰兩點的距離越遠;本題中相鄰兩點所表示的時間為1s,紙帶的速度對相鄰兩點所表示的時間沒有影響。(2)紙帶甲打點均勻,表示小車是勻速運動的,故A正確;紙帶乙上兩點間距離較大,故顯示的平均速度比紙帶甲的大,B錯誤;紙帶丙顯示打點間距逐漸變大,表示小車的運動逐漸變快,C錯誤;紙帶丁顯示打點間距逐漸變小,表示小車的運動逐漸變慢,D錯誤。答案(1)遠沒有(2)A3.解析(1)由紙帶上點跡間的距離可以判斷,紙帶先做加速運動,之后做勻速運動,紙帶在1點的速度小于在3點的速度。故選D。(2)由紙帶可知AF之間的時間間隔為5×0.02s=0.1s,根據(jù)v=xt可知,在計算A~F間的平均速度時,應(yīng)用AF間距除以0.1s,故選A答案(1)D(2)A4.解析(1)擋光片的寬度為d=(1.70-0.50)cm=1.20cm。(2)通過光電門的平均速度可以近似看成瞬時速度,故v=dt=1.2×1答案(1)1.20(2)dt5.解析(1)由題意知,每隔4張照片標記一次小球位置,則相鄰標記位置之間的時間間隔為Δt=5×0.02s=0.1s。(2)由圖像可得,0.05~0.40s時間段內(nèi)的平均速度為v=ΔxΔt=320×10-30.40-0.05m/s=0.91m/s,0.40~0.65s時間段內(nèi)的平均速度為v'=Δx'Δt'=(750-答案(1)0.1(2)小于6.解析(1)滑塊通過光電門1時的速度v1=dt1=1.010×10-21.0×10-2m/s=1.0m/s,滑塊通過光電門2時的速度v2=dt2=1.010×10-24.答案(1)1.02.5(2)平均速度減小7.解析(1)實驗中需要用刻度尺測量紙帶上點的間距,故A符合題意;本實驗不是探究