1、2020-2021学年高一物理人教版必修一同步课时作业（6）探究小车速度随时间变化的规律1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中下列操作正确的是( )A.小车要从靠近打点计时器处开始释放B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C.操作时,应先接通电源,再释放小车D.电磁打点计时器应使用低压直流电源2.在“研究匀变速直线运动”的实验中,包含下列四个步骤:把长木板放在实验台上,用木块垫高;把纸带穿过打点计时器,并固定在小车后面;把打点计时器固定在长木板垫高的一端,连接好电路;把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车。正确的操作顺序是( )A.B.C.D.3.在“研究匀变速直线运动”的实验
2、中,下列方法有助于减少实验误差的是( )A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数4.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,下列关于作图像的说法中,正确的是( )A.只要确定了图像中的两点,就可以得到小车运动的图像,因此,实验只需要测出两组数据B.作图像时,所取时点越多,图线就越准确C.作出的图线应该通过所有的点,图线曲折也可以D.对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去5.气垫导轨上的滑块经过光电门时,其遮光条将光遮住,电
3、子计时器可自动记录遮光时间。测得遮光条的宽度为,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,下列做法正确的是( )A.换用宽度更宽的遮光条B.换用宽度更窄的遮光条C.增大滑块的质量D.减小滑块的质量6.小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速相机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如图甲所示,位置1恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻,相机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s,小球从位置1到位置6的运动过程中经过各位置的速度分别为,最接近_m/s,最接近_m/s.在图乙中作出小球的速度一时间图像(保留描点痕迹).7.一同学利用气垫导轨测定滑块的加速
4、度,滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为.试估算:滑块经过第一个光电门时的速度大小_m/s;在滑动过程中,滑块的加速度大小_(结果保留两位小数).8.某同学用如图甲所示的实验装置探究匀变速直线运动的规律。(1)做该实验时，下列操作必须满足的是_。A.适当抬高木板左端，平衡小车在木板上运动时受到的摩擦力B.小车的质量远大于砂桶和砂的质量C.先释放小车后接通电源D.拉小车的细绳与木板平行(2)图乙是该同学实
5、验时打出的一条纸带的一部分，由刻度尺的测量数据可知：做匀变速直线运动的物体，在连续相等的时间内，位移之差_(选填“相等”或“不相等”)，速度的变化量_(选填“相等”或“不相等”)，位移之差、速度的变化量和时间的关系是_。9.在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，所用交流电源频率为50 Hz，取下一段纸带研究，如下图所示，设0点为计数点的起点，每5个点取一个计数点，则第1个计数点与起始点间的距离_cm，计算此纸带的加速度大小_；经过第3个计数点的瞬时速度_ m/s.10.如下图所示，某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸
6、带他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，于是他测得长为14.56 cm，长为11.15 cm，长为13.73 cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为_ m/s，小车运动的加速度大小为_ ，的距离应为_ cm.(结果保留三位有效数字)11.用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下:a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点,然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如
7、图2中所示。c.通过测量、计算可以得到在打点时小车的速度,分别记作d.以速度为v纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有和_(填选项前的字母)。A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出图像。(3)观察图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是:_。图像斜率的物理意义是_。(4)描绘图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲
8、,对的要求是_(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的大小与速度测量的误差_(选填“有关”或“无关”)。(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。答案以及解析1.答案：AC解析：释放小车前,小车要靠近打点计时器,打点计时器应放在长木板远离滑轮的一端,A正确,B错误;操作时,应先接通电源,待打点稳定后释放小车,C正确;电磁打点计时器应使用低压交流电源,D错误.2.答案
9、：D解析：先组装器材,然后进行实验操作,所以首先把长木板放在实验台上,用木块垫高,然后将打点计时器固定在长木板垫高的一端,并接好电路;再将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,最后把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,故顺序为,故选D。3.答案：ACD解析：实验中应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,这样计数点间的距离大些,测量时相对误差较小;故A正确.小车的加速度应适当大一些,在纸带上计数点间的距离大,测量的相对误差较小,故B错误.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰,点间隔适当的那一部分进行测量,这样测量的相对误差减小,故C正确.适当
10、增加挂在细绳下钩码的个数,既可以打出足够多点,又可以让位移尽量大,利于减小误差.故D正确.4.答案：BD解析：作图时应使尽量多的点落在直线上,舍弃偏离直线较远的点,实在不能落在直线上的点应大致分布在直线两侧,故B、D正确.5.答案：B解析：本题中利用平均速度等效替代瞬时速度,故只能尽量减小遮光时间,可换用宽度更窄的遮光条,故A错误,B正确;滑块的质量对滑块的速度大小的测定没有影响,故C、D错误。6.答案：0.120.24如图所示解析：由题图甲可知,则,又,则.7.答案：0.100.05解析：滑块经过第一个光电门的速度为,滑块经过第二个光电门的速度为,由加速度的定义式得.8.答案：(1)D(2)
11、相等；相等；解析：9.答案：3；3；1.05解析：，由于，所以，相邻计数点间的时间间隔为：所以，得.10.答案：0.986；2.58；8.57解析：由于C点是时间上的中点，C点的速度就等于段的平均速度，.又由于由A到到E的时间相等，满足关系式，可解得.由于小车做匀变速直线运动，故，.11.答案：(1)A;C(2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化;加速度(4)越小越好;有关(5)如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。解析：本题考查研究匀变速直线运动规律的实验。(1)打点计时器所用电源为50 Hz的交流电源,测量各计数点间距离需用刻度尺。(2)图见答案。(3)因为小车的速度随时间均匀变化,所以小车做匀加速直线运动。由匀加速直线运动中速度,可知图像斜率的物理意义是加速度。(4),若用表示瞬时速度,越小越好,而选取的大小会影响速度测量值与真实值的偏差大小。(5)设,而,故可通过位移随时间的变化情况,判断速度随时间的变化情况。