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1、
人教版(2019)高中物理必修第一冊同步學(xué)典
(5)實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
1、某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中,所得紙帶點間距過密,若利用該紙帶分析小車運動情況,下列做法可行的是(? ?)
A.每隔9個點取一個計數(shù)點,計數(shù)點時間間隔為0.2s
B.每隔2個點取一個計數(shù)點,計數(shù)點時間間隔為0.04s
C.只研究紙帶后端幾個間距較大的點所在區(qū)域
D.只研究紙帶前端較密的幾個點所在區(qū)域
2、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,對減小實驗誤差來說,下列方法中有益的是( )
A.選取計數(shù)點,把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位
B.使小車運動
2、的加速度盡量大些
C.舍去紙帶上密集的點,只利用點跡清晰、點間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)行測量和計算
D.作圖像時,必須要把描出的各點都連在同一條直線上
3、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,下列說法正確的是(?? )
A.通過調(diào)節(jié),使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上
B.坐標(biāo)軸單位長度越小越好
C.開始前要先開電源后放紙帶,打完點要先斷開電源后取紙帶
D.鉤碼的質(zhì)量越大越好
4、以下是“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗的一些步驟,其正確順序是________________。
①把穿過打點計時器的紙帶固定在小車上;
②把打點計時器固定在鋁板上,并接好電路;
3、③更換紙帶,再做兩次;
④把長鋁板放在桌面上,并使滑輪伸出桌面;
⑤使小車停在打點計時器附近,先接通電源,后放開小車;
⑥將細(xì)繩拴在小車上并繞過定滑輪,下面掛上適量的槽碼;
⑦斷開電源,取出紙帶。
5、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,如圖所示,是一條記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,每相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出,交流電的頻率為50Hz.(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(1)vB=_____m/s; (2)求出小車的加速度:a=_____.
6、小車牽引紙帶沿斜面下滑,用打點計時器打出的紙帶如圖所示。已知打點周期為0.02s。
4、根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)填寫表格并求出加速度為___________,作出圖像。(保留3位有效數(shù)字)
分段
第1段
第2段
第3段
第4段
第5段
第6段
時間t/s
0~0.1
0~0.2
0.2~0.3
0.3~0.4
0.4~0.5
0.5~0.6
隔斷位移x/m
平均速度
7、做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶,并在其上取了7個計數(shù)點,如圖(a)所示,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,電火花計時器接220V、50Hz流電源.他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打各
5、點時物體的瞬時速度如表:
計數(shù)點
B
C
D
E
F
速度()
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
1.根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),以A點對應(yīng)的時刻為,試在圖(b)坐標(biāo)系中合理選擇標(biāo)度,作出物體的圖象.根據(jù)圖象求出打G點時物體的速度大小_______.(保留兩位有效數(shù)字)
2.當(dāng)交流電源的頻率變?yōu)?9Hz,電壓變?yōu)?10V時,該同學(xué)測得的物體速度的測量值與實際值相比___________(選填“偏大”“偏小”或“不變”).
8、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,交流電頻率為50 Hz,如圖給出了從0點開始、每五個點取一個計數(shù)點的紙帶,
6、其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點.測得,那么:
1.兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T=______s.
2.3計數(shù)點處的瞬時速度的大小是 m/s.
3.小車運動的加速度的計算表達(dá)式為_____,加速度的大小是 .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
9、利用打點計時器研究小車做勻變速直線運動的實驗,得到如圖甲所示的一條紙帶,在紙帶上共取了七個計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成六條(分別叫),將這六條紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在坐標(biāo)系中,得到如圖乙所示的直方圖。最后將各紙條上端中心連起來,于是得到表示關(guān)系的圖象。已知打點計時器的工作頻率為5
7、0Hz。
1.為表示關(guān)系,圖中的x軸對應(yīng)的物理量是時間t,y軸對應(yīng)的物理量是速度v。若紙條c的長度為5.0,則圖中為__________s,為__________;因為各紙條上端中心連線是__________,所以可以直觀地看出小車做勻變速直線運動;
2.在紙帶未剪斷時,量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別是、、、、、)。則小車的加速度__________,打下D點時小車的速度為__________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
答案以及解析
1答案及解析:
答案:A
解析:實驗中既要考慮減小實驗測量時的相對誤差,又要得到盡量多的數(shù)據(jù)以減小誤差,
8、只有A項可行
2答案及解析:
答案:ABC
解析:選取計數(shù)點適于使被測量和計算的相鄰點間的間隔較大,這樣在用刻度尺測量這些點間的間隔時,在一次測量絕對誤差基本相同的情況下,相對誤差較小,因此A正確;在實驗中,如果小車運動的加速度偏小,紙帶上打出的點大部分會很密,這樣測量長度的相對誤差會較大,測量準(zhǔn)確度會降低,因此小車的加速度盡量大些,B正確;為了減小測量長度時的相對誤差,舍去紙帶上過干密集甚至分辨不清的點是必要的,因此C正確;作圖像時,將偏離比較遠(yuǎn)的點舍去,D錯誤。
3答案及解析:
答案:AC
解析:實驗中調(diào)節(jié)定滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣
9、在一條直線上,可以減小摩擦,A正確;要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi),B錯誤;開始前要先接通電源后松開紙帶,這樣可以使實驗效果更好,打完點要先斷開電源后取紙帶,C正確;鉤碼的質(zhì)量要適中,不要太大也不要太小,D錯誤。
4答案及解析:
答案:④②①⑥⑤⑦③
解析:在實驗中,應(yīng)先固定好鋁板,再固定打點計時器,將紙帶穿過打點計時器并固定在小車上,將細(xì)繩拴在小車上,繞過定滑輪,并掛上適量槽碼。準(zhǔn)備就緒后應(yīng)先讓小車停在打點計時器附近,然后接通電源,再釋放小車,打點結(jié)束后關(guān)閉電源,更換紙帶,再做兩次。故實驗的正確順序為④②①⑥⑤⑦③。
5答案及
10、解析:
答案:(1)1.38 (2)12.6
解析:(1)交流電的頻率為,則每打兩個點之間的時間間隔為,則每相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出,故相鄰兩個計數(shù)點的時間.打B點時小車的速度為:
(3)常數(shù),其中,,所以解得:。
6答案及解析:
答案:0.145 0.245 0.355 0.455 0.560 0.665
1.04 如圖所示
解析:據(jù)得,各段平均速度分別為,,,,,。故圖像如圖所示。在圖像上找兩個相距較遠(yuǎn)的點,通過計算出加速度,數(shù)值約為。
7答案及解析:
答案:1.如圖所示 0.34(0.33~0.35均可)
2.偏大
11、
解析:1.作出圖象如圖所示,注意盡量使描出的點落到直線上,不能落到直線上的點盡量讓其均勻分布在直線兩側(cè).由速度一時間圖象的斜率表示加速度,得物體的加速度,所以.
2.實驗中電壓偏低不影響打點周期.當(dāng)交流電源的頻率為50Hz時,打點計時器每隔0.02s打一個點,當(dāng)交流電源的頻率小于50Hz時,打點時間間隔T變大,大于0.02s,如果仍按50Hz計算,計算所用的時間間隔小于真實時間間隔,則測量的速度的數(shù)值比真實的速度數(shù)值偏大.
8答案及解析:
答案:1.0. 1 2.0.263 3. ;0.50
解析:1.從0點開始,每五個點取一個計數(shù)點,所以相鄰的計數(shù)點間的時
12、間間隔. 2.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,則
在計時器打出點3時,小車的速度 。3.由可得 , ,,為了更加準(zhǔn)確地求解加速度,我們對三個加速度取平均值,得,即小車運動的加速度的計算表達(dá)式,將題中數(shù)據(jù)代入加速度表達(dá)式解得。
9答案及解析:
答案:1.0.25;0.5;一條傾斜直線; 2.0.42;0.53
解析:1.打點計時器打點周期為0.02s,又相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出,故相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.1s,而每段位移的平均速度等于該段位移中間時刻的瞬時速度,故,;紙條上端中心連線為一傾斜的直線,故可以判斷小車做勻變速直線運動;
2.由推論可知,,代入數(shù)據(jù)解得,打下D點時小車的速度為段紙帶的平均速度,即,代入數(shù)據(jù)解得。