人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课时训练

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课时训练，共4页。

规律


A级—学考达标


1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，所需器材有：打点计时器(带导线)、长木板、纸带、复写纸、小车、钩码、细线，此外还需要的器材有( )


A．直流电源、天平及砝码


B．直流电源、毫米刻度尺


C．交流电源、天平及砝码


D．交流电源、毫米刻度尺


解析：选D 在实验中无需测小车质量，故不需要天平和砝码；测量纸带上的数据需要使用毫米刻度尺；打点计时器使用的是交流电源，故D正确。


2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下述测量相邻两计数点间距离的方法正确的是( )


A．当某两计数点间的距离较大时，可用短尺分段测量


B．当某两计数点间的距离较小时，可用短尺一次测完


C．测量每两相邻计数点间的距离，应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到每两计数点间距离的数值


D．分别逐个测出每两计数点间的距离，这样便于记录


解析：选C 测量每相邻两计数点间距离时，不要分段测量，应一次测出各计数点与0计数点的距离，然后逐一相减，得出每两计数点间距离的数值，避免测量误差的积累，故C正确。


3．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。实验步骤如下：


A．在电磁打点计时器两接线柱上分别接导线，导线另一端分别接50 Hz交流电源的两接线柱。


B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并压在________下面。


C．用刻度尺测量从计时起点到最后一个点间的距离Δx。


D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________ s。


E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。


F．利用公式eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)计算纸带运动的平均速度。


(1)在各步骤空白处填上适当内容。


(2)实验步骤的合理顺序是______________。


解析：(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面，这样才能通过振针把点打在纸带上，打点计时器的打点周期为0.02 s，若打n个点，则有(n－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝0.02(n－1)s。


(2)实验步骤的排列一般要先安装器材即首先进行步骤B、A，然后进行步骤E，实验结束要先关掉电源，即进行步骤D，最后进行数据处理，即进行步骤C、F，故实验步骤的合理顺序是B、A、E、D、C、F。


答案：(1)限位孔 复写纸 0.02(n－1) (2)BAEDCF


4．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共七个测量点。其相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s，试完成下面的问题。





(1)根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。(要求保留三位有效数字)











(2)在如图乙所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。





(3)由图像求出小车的加速度a＝________m/s2。


解析：(1)4点对应时刻的瞬时速度


v4＝eq \f(11.95－5.68×10－2,2×0.1) m/s≈0.314 m/s。


(2)描点作图，如图所示。





(3)根据图像得：a＝eq \f(0.32－0.12,0.4) m/s2＝0.500 m/s2。


答案：(1)0.314 (2)见解析图 (3)0.500





B级—选考提能


5．光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出滑块的挡光时间。现有一滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1＝5×10－2 s，t2＝3×10－2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝1.5 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示。





(1)滑块的长度d为________cm。


(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为________m/s、________m/s。


(3)滑块的加速度大小为________m/s2。


解析：(1)由题图可知d＝8.42 cm－4.00 cm＝4.42 cm。


(2)通过光电门1的速度


v1＝eq \f(d,t1)＝0.88 m/s，


通过光电门2的速度


v2＝eq \f(d,t2)＝1.47 m/s。


(3)滑块的加速度


a＝eq \f(v2－v1,t)＝eq \f(1.47 m/s－0.88 m/s,1.5 s)＝0.39 m/s2。


答案：(1)4.42 (2)0.88 1.47 (3)0.39


6．某同学用如图甲装置研究小车在不同接触面上的运动情况。该同学将小车以适当的初速度释放后，用打点计时器记录小车的运动情况。通过反复实验得到一系列打上点的纸带，并最终选择了如图乙所示的一条纸带(附有刻度尺)进行测量。(测量和计算结果均保留小数点后两位)





(1)如表为A、B、C、…、J各点对应的刻度值，按照正确的读数方法填写E点对应的刻度值(单位：cm)。





(2)已知打点的时间间隔为0.02 s，根据以上数据，在纸带上打C点时小车的速度大小vC＝________m/s；


(3)对纸带E、J两点间小车的运动作出v­t图像，根据图像可知小车的速度变化情况为________________，并求出它的加速度大小为________m/s2。


解析：(1)根据读数规则，E点的读数为6.00 cm。


(2)vC＝eq \f(xB－xD,2T)＝0.90 m/s。


(3)分别求出F、G、H、I对应的速度


vF＝eq \f(6.00 cm－3.00 cm×10－2,2×0.02 s)＝0.75 m/s


vG＝eq \f(4.40 cm－1.80 cm×10－2,2×0.02 s)＝0.65 m/s


vH＝eq \f(3.00 cm－0.80 cm×10－2,2×0.02 s)＝0.55 m/s


vI＝eq \f(1.80 cm－0×10－2,2×0.02 s)＝0.45 m/s


若F、G、H、I对应时间分别为0.02 s,0.04 s,0.06 s，0.08 s。


建立关于v、t的坐标系，将F、G、H、I对应速度与时间在坐标系中描点，并过这些点作v­t图像，如图所示，从而判断小车的速度在均匀减小，由图线的斜率得到加速度的大小为5.00 m/s2。





答案：(1)6.00 (2)0.90 (3)图像见解析 均匀减小 5.00


瞬时速度
v1
v2
v3
v4
v5
数值/(m·s－1)
0.165
0.214
0.263
0.363
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
13.20
11.38
9.60
7.80
4.40
3.00
1.80
0.80
0.00