1、1实验:探究小车速度随时间变化的规律课后篇巩固提升学业水平引导1.在用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是()A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完C.测量每两个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,得到每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录解析 不论两个计数点间的距离大还是小,采用C项所述方法可减小误差,选项C正确。答案 C2. (多选)右图是用电磁打点计时器测定匀
2、加速直线运动的加速度时得到的一条纸带,测量出AB=1.2 cm,AC=3.6 cm,AD=7.2 cm,计数点A、B、C、D中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是()A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B.若电源频率f=50 Hz,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 sC.打B点时纸带的速度vB=0.20 m/sD.本实验也可以采用电火花计时器解析 电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;电磁打点计时器打点的周期为0.02 s,相邻两个计数点间有4个点未画出,即两个计数点间的时间间隔为0.1 s,选项B正确;vB= m/s=0.18
3、m/s,选项C错误;电磁打点计时器和电火花计时器都可以用,选项D正确。答案 BD3.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:计数点序号123456计数点对应时刻/s0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度/(cms-1)44.062.081.0100.0110.0168.0为了算出加速度,合理的方法是()A.根据任意两计数点的速度,用公式a=算出加速度B.根据实验数据,画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tan 算出加速度C.根据实验数据,画出v-t图象,由图线上任意两点所对应的速度,用公式a=算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均
4、值作为小车的加速度解析 选项A偶然误差较大。选项D实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差。由于在物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据可以画出倾角不同的许多图线,选项B错误。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=算出加速度,即选项C正确。答案 C4.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上。某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出),如图甲所示。从每
5、一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示。(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(在图乙中作答),并指出哪个轴相当于v轴。(2)从第一个计数点开始计时,为了求出0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?。(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm,e段纸带的长度为10.0 cm,则可求出加速度的大小为 m/s2。解析 (1)以纸带宽度为时间单位0.1 s。x轴相当于t轴,y轴相当于v轴,每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度。把纸带上端中点连起来就得到v
6、-t图线。(2)用b段纸带的长度除以0.1 s就是完成这段长度的平均速度,也近似等于0.15 s时刻的瞬时速度,故需测出b段纸带的长度。(3)0.05 s时的瞬时速度v1=20.0 cm/s=0.20 m/s0.45 s时瞬时速度v2=100 cm/s=1.00 m/sa= m/s2=2.0 m/s2。答案 (1)v-t图线见解析 图y轴相当于v轴(2)b段(3)2.05.导学号56664025在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,图甲是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50 Hz)(1)根据运动学有关公
7、式可求得vB=1.38 m/s,vC= m/s,vD=3.90 m/s。(保留三位有效数字)(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v-t图象(从打A点时开始计时)。利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a= m/s2。(保留三位有效数字)(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.12 m/s,此交点的物理意义是。解析 (1)打C点时对应的速度为vC= cm/s=264 cm/s=2.64 m/s。(2)用描点法作出小车的v-t图象如图所示。由图知小车运动的加速度a=12.6 m/s2。(3)此交点表示A点开始计时时,小车的速度为0.12 m/s。答案 (1)2.64(2)12.6(
8、3)从A点开始计时时,小车的速度为0.12 m/s6.某同学用如图甲所示装置研究物体仅在重力作用下的运动,所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0计数点,然后每3个点取一个计数点。所有测量数据及其标记符号如图乙所示。甲乙该同学用两种方法求加速度(T为相邻两计数点的时间间隔)。方法A:由a1=,a2=,a5=,取平均值a=8.667 m/s2。方法B:由a1=,a2=,a3=,取平均值a=8.673 m/s2.从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的,方法A中有;方法B中有。因此,选择方法(选填“A”或“B”)更合理,这样可以减少实验的(选填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有(试举出两条)。解析 两种方法中,我们先不代入数据,通过公式的运算,比较哪种方法更合理。对方法Aa=,从计算结果可看出,真正起到作用的只有x1和x6两个数据,其他数据都没用上。对方法Ba=,从计算结果可看出,x1、x2、x3、x4、x5、x6六个数据都参与了运算,因此方法B的误差更小,选择方法B更合理,更易减小偶然误差。本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外,其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率的变动等。答案 x1和x6x1、x2、x3、x4、x5、x6B偶然空气阻力、振针的阻力