課時01 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化規(guī)律（重點(diǎn)練）高一物理（新教材人教版必修第一冊）（解析版）

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1、 第1課時 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化規(guī)律 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 一、單選題 1．在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度如下，為了計(jì)算加速度，最合理的方法是 計(jì)數(shù)點(diǎn)序號 1 2 3 4 5 6 計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 119.0 138.0 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v-t圖，量出其傾角，由公式求出加速度 C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

2、據(jù)畫出v-t圖，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度 D．依次算出通過連續(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】C 【解析】A．在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，如果只使用其中兩個數(shù)據(jù)，由于偶然誤差的存在可能會造成最后誤差較大；所以我們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，考慮到誤差，不可能是所有點(diǎn)都整齊的排成一條直線，連線時，應(yīng)該盡量使那些不能畫在線上的點(diǎn)均勻地分布在線的兩側(cè)，這樣圖線上會舍棄誤差較大的點(diǎn)，由圖線上任意兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度及時間，用公式 算出加速度，所以誤差??；故A錯誤． B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，當(dāng)縱坐標(biāo)取不同的標(biāo)度時，圖象的傾角就會不同，所以量出

3、其傾角，用公式a=tanα算出的數(shù)值并不是加速度，故B錯誤． C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度，故C正確； D．方法D也具有方法A相同的缺點(diǎn)，、、…，然后算出平均值a，求平均值時，，只用了v6和v1兩組數(shù)據(jù)，偶然誤差較大，故D錯誤； 2．如圖所示是M、N兩個物體運(yùn)動的位移—時間圖象，其中M是過原點(diǎn)的直線，N是拋物線則由圖可知（ ） A．物體M做勻加速直線運(yùn)動 B．物體N做曲線運(yùn)動 C．物體N做勻加速直線運(yùn)動 D．t0秒內(nèi)M、N兩物體的路程不相等 【答案】C 【解析】A. 位移圖像中一條傾斜直線表示物體做勻速

4、直線運(yùn)動，所以物體M做勻速直線運(yùn)動，故A錯誤； BC. 位移圖像中一條拋物線表示物體做勻變速直線運(yùn)動，所以物體N做勻加速直線運(yùn)動，故B錯誤，C正確； D. t0秒內(nèi)兩物體做單向直線運(yùn)動，路程與位移的大小相等，它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)相同，M、N兩物體的路程相等，故D錯誤。 二、多選題 3．如下圖所示是做直線運(yùn)動的甲、乙兩物體的s-t圖象，下列說法中正確的是（ ） A．甲啟動的時刻比乙早t1秒 B．當(dāng)0

5、始運(yùn)動，所以甲啟動的時刻比乙早t1；故A正確. B.甲的位置隨時間均勻減小，表示甲做負(fù)向的勻速直線運(yùn)動；故B錯誤. C.當(dāng)t=t2時，兩圖象相交即兩物體相遇；故C錯誤. D.當(dāng)t=t3時，甲的位移為零，乙的位移為s1，所以當(dāng)t=t3時，兩物體相距s1；故D正確. 三、實(shí)驗(yàn)題 4．某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的滴水法測量一小車在斜面上運(yùn)動時的加速度．實(shí)驗(yàn)過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計(jì)時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計(jì)時器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴（以滴水計(jì)時器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn)）；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端；把調(diào)好的滴水計(jì)時器

6、盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小車運(yùn)動規(guī)律的點(diǎn)跡；小車到達(dá)斜面底端時立即將小車移開。圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點(diǎn)之間的距離是x01=1.40 cm，x12=2.15 cm，x23=2.91 cm，x34=3.65 cm，x45=4.41 cm，x56=5.15 cm。試問： （1）滴水計(jì)時器的原理與課本上介紹的_______原理類似； （2）由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時刻的瞬時速度v4=___m/s，小車的加速度a=___m/s2。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】打點(diǎn)計(jì)時器 0.20 0.19

7、 【解析】（1）[1]滴水計(jì)時器的原理與課本上介紹的打點(diǎn)計(jì)時器原理類似； （2）[2][3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，則計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時間的瞬時速度 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式 可以求出加速度的大小為 代入數(shù)據(jù)可得 5．小明與他的同伴在做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時，由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理，他從實(shí)驗(yàn)室里借取了如下器材： （1）下列哪些器材是多余的_______； ①電磁打點(diǎn)計(jì)時器②天平③低壓交流電源④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長木板 （2）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€需要的器材是________； （

8、3）在該實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是________； A．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪一端 B．開始實(shí)驗(yàn)時小車遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時器一端 C．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車 D．牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好 （4）實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時器電源頻率為50Hz，其中相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)還有4個點(diǎn)未畫出，則根據(jù)紙帶，回答下列問題： ①相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔為_______s; ②根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)1時小車對應(yīng)的速度為：v1=__m/s; ③據(jù)此可求出小車從1到3計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的加速度為a=__m/s2。（本題所有計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）。 【答案】②⑧ 刻

9、度尺 C 0.1 0.36 0.38 【解析】（1）[1]．下列器材多余的是：②天平；⑧秒表。 （2）[2]．為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還需要的器材是刻度尺； （3）[3]．A．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪一端，選項(xiàng)A錯誤； B．開始實(shí)驗(yàn)時小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器一端，選項(xiàng)B錯誤； C．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，選項(xiàng)C正確； D．牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，并非越多越好，選項(xiàng)D錯誤； 故選C。 （4）①[4]．相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)還有4個點(diǎn)未畫出，則相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔為T=0.1s； ②[5]．根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)1時小車對應(yīng)的速度為

10、 ③[6]．由紙帶可知從1到3計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi) 由可得 6．某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動． （1）實(shí)驗(yàn)中必要的措施是______． A．細(xì)線必須與長木板平行 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．平衡小車與長木板間的摩擦力 （2）他實(shí)驗(yàn)時將打點(diǎn)計(jì)時器接到頻率為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（每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(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=

11、7.64 cm．則小車的加速度a=______m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點(diǎn)計(jì)時器在打B點(diǎn)時小車的速度vB=______m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）AB （2）0.80 0.40 【解析】①為了讓小車做勻加速直線運(yùn)動，應(yīng)使小車受力恒定，故應(yīng)將細(xì)線與木板保持水平；同時為了打點(diǎn)穩(wěn)定，應(yīng)先開電源再放紙帶，故AB正確；本實(shí)驗(yàn)中只是研究勻變速直線運(yùn)動，故不需要讓小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量；只要能讓小車做勻加速運(yùn)動即可，故C錯誤；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D錯誤，故選AB． ②每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為； 根據(jù)逐差法可知，物體的加速度； B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，則有：． 【名師點(diǎn)撥】 本題考查勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中只需要研究勻變速直線運(yùn)動即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要讓小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量．