知識(shí)點(diǎn)1:時(shí)刻和時(shí)間間隔
1.時(shí)刻:指某一瞬間.在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)表示,如8:00上班指時(shí)刻。時(shí)刻與物體所處的狀態(tài)(或位置)對(duì)應(yīng).
如上圖所示,第n秒末與第(n+1)秒初是指同一個(gè)時(shí)刻。
2.時(shí)間間隔
時(shí)間間隔指的是兩時(shí)刻的間隔,在時(shí)間軸上用一段線段來表示,從開始到結(jié)束的時(shí)間,如一節(jié)課45分鐘指時(shí)間。時(shí)間間隔與物體經(jīng)歷的過程(或位移)對(duì)應(yīng)。
如上圖所示,“n秒內(nèi)”是指n秒的時(shí)間,“第n秒內(nèi)”是指第n個(gè)1秒的時(shí)間。 “1s內(nèi)”和“第1s內(nèi)”表達(dá)的意義相同,都是時(shí)間軸上“0”至“1s”的時(shí)間間隔,“2s內(nèi)”和“第2s內(nèi)”表達(dá)的意義不同。
用t1、t2等符號(hào)表示時(shí)刻,△t表示兩個(gè)時(shí)刻的時(shí)間間隔,△t=t2-t1。
【說明】生活中的“時(shí)間”是時(shí)刻還是時(shí)間間隔?
日常生活中我們所說的“時(shí)間”,有時(shí)是指時(shí)刻,有時(shí)是指“時(shí)間間隔”,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況判斷.表示時(shí)刻的關(guān)鍵詞有“初”“末”“時(shí)”等,表示時(shí)間間隔的關(guān)鍵詞有“內(nèi)”“經(jīng)歷”“歷時(shí)”等。
【典例1】根據(jù)如圖所示的時(shí)間坐標(biāo)軸,下列有關(guān)時(shí)刻與時(shí)間間隔的敘述正確的是( )
A.表示時(shí)刻,稱為第2s末或第3s內(nèi),也可以稱為3s時(shí)
B.表示時(shí)間間隔,稱為第4s內(nèi)
C.表示時(shí)間間隔,稱為最初2s內(nèi)或第2s內(nèi)
D.表示時(shí)間間隔,稱為前ns內(nèi)
【答案】B
【分析】時(shí)刻具有瞬時(shí)性的特點(diǎn),是變化中的某一瞬間通常與物體的狀態(tài)相對(duì)應(yīng);時(shí)間間隔具有連續(xù)性的特點(diǎn),與某一過程相對(duì)應(yīng)。
【詳解】A.表示時(shí)刻,稱為第末或第初,故A錯(cuò)誤;
B.表示時(shí)間間隔,稱為第內(nèi),故B正確;
C.表示時(shí)間間隔,稱為前內(nèi)或最初內(nèi),第內(nèi)表示末到末這的時(shí)間間隔,故C錯(cuò)誤;
D.表示時(shí)間間隔,稱為第內(nèi),故D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例2】關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻,下列說法正確的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是同一時(shí)刻
B.物體在5s時(shí)指的是物體在5s末時(shí),指的是時(shí)刻
C.物體在5s內(nèi)指的是物體在第4s末到第5s末這1s的時(shí)間
D.物體在第5s內(nèi)指的是物體在第4s末到第5s末這1s的時(shí)間
【答案】ABD
【詳解】A.第4s末就是第5s初,指的是時(shí)間點(diǎn),即時(shí)刻,故A正確;
B.物體在5s時(shí)指的是物體在5s末時(shí),指的是時(shí)刻,故B正確;
C.物體在5s內(nèi)指的是物體在0~5s內(nèi)的時(shí)間,故C錯(cuò)誤;
D.物體在第5s內(nèi)指的是物體在第4s末到第5s末這1s的時(shí)間,故D正確。
故選ABD。
知識(shí)點(diǎn)2:位置和位移
1.坐標(biāo)系
(1)為了定量地描述物體的位置,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系.
(2)要素:畫坐標(biāo)系時(shí),必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長度,還應(yīng)該標(biāo)上相應(yīng)的物理量及對(duì)應(yīng)的單位.
坐標(biāo)軸有正方向,坐標(biāo)的正負(fù)不表示大小,而表示該位置相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的方位。如圖所示,若某一物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),此時(shí)它的位置坐標(biāo)xA = 3m;若它運(yùn)動(dòng)到B 點(diǎn),此時(shí)它的位置坐標(biāo)xB=-2m。
(3)分類:要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置的變化,需要建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。
①一維坐標(biāo)系(直線坐標(biāo)系):適用于描述物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)的情形,用坐標(biāo)x來準(zhǔn)確描述物體的位置。圖甲中所示P點(diǎn)的坐標(biāo)為xp=2m。
②二維坐標(biāo)系(平面直角坐標(biāo)系):適用于描述物體在平面上運(yùn)動(dòng)的情形,用坐標(biāo)(x,y)來準(zhǔn)確描述物體的位置.圖乙中所示P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2m,3m)。
③三維坐標(biāo)系(空間直角坐標(biāo)系):三維坐標(biāo)系適用于描述物體在空間中運(yùn)動(dòng)的情形,用坐標(biāo)(x,y,z)來準(zhǔn)確描述物體的位置.圖中所示P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2m,3m,2m).
2.路程
路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度.物體運(yùn)動(dòng)軌跡可能是直線,也可能是折線或曲線. 路程只有大小,沒有方向,其單位就是長度的單位.
3.位移
(1)位置是指物體運(yùn)動(dòng)時(shí)在某個(gè)時(shí)刻的空間點(diǎn),對(duì)應(yīng)的是時(shí)刻,是個(gè)狀態(tài)量.
(2)位移是指從初位置指向末位置的有向線段,與路徑無關(guān),既有大小,又有方向.大小為初、末位置間線段的長度,位移單位也是長度的單位,方向由初位置指向末位置.用于表示物體(質(zhì)點(diǎn))的位置變化,對(duì)應(yīng)的是時(shí)間間隔,是個(gè)過程量.
路程與位移的區(qū)別
(1)如圖所示,物體從A運(yùn)動(dòng)到B,不管沿著哪條路徑,位移都是一樣的,可以用一條有方向(帶箭頭)的線段AB來表示.但是路徑不同時(shí),路程往往不同,如折線ACB和弧線ADB的長度不同,表示不同的路程。
(2)路程僅表示路徑的長度,位移準(zhǔn)確表示位置的變化。
(3)如果路程為零,意味著物體沒有運(yùn)動(dòng),位移一定為零.但位移為零,路程不一定為零.例如出租車?yán)@城一周,位移為零,但路程不為零,出租車按路程收費(fèi)。
(4)路程絕不可能等于位移,因?yàn)槲灰朴蟹较颉?br>(5)位移的大小不可能大于相應(yīng)的路程,只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程。
【典例1】關(guān)于位置坐標(biāo)的變化量,下列說法中正確的是( )
A.位置坐標(biāo)的變化量表示物體運(yùn)動(dòng)的路程B.位置坐標(biāo)的變化量的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)的方向
C.位置坐標(biāo)的變化量的正負(fù)表示位移的方向D.位置坐標(biāo)的變化量表示物體運(yùn)動(dòng)的位移
【答案】CD
【詳解】位移是指從初位置指向末位置有向線段的長度,是位置坐標(biāo)的變化量,所以位置坐標(biāo)的變化量表示物體運(yùn)動(dòng)的位移,變化量的正負(fù)表示位移的方向,故CD正確,AB錯(cuò)誤。
故選CD。
【典例2】關(guān)于位移和路程的說法中正確的是( )
A.物體沿直線運(yùn)動(dòng),通過的路程就是位移
B.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過的路程等于位移的大小
C.物體通過一段路程,其位移一定不為零
D.物體運(yùn)動(dòng)過程中的位移大小大于(或等于)物體通過的路程
【答案】B
【詳解】AB.若物體做單向直線運(yùn)動(dòng),位移的大小等于路程,不是位移就是路程,位移有方向,故A錯(cuò)誤,B正確;
C.物體運(yùn)動(dòng)后回到出發(fā)點(diǎn),其位移為0,路程不為0,故C錯(cuò)誤;
D.任何運(yùn)動(dòng)過程中,位移的大小都不會(huì)大于物體通過的路程,故D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例3】從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個(gè)小球,它上升5m后回落,最后到達(dá)地面。如圖所示,分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立一維坐標(biāo)系,方向均以向上為正,則豎直向上拋出小球的坐標(biāo)和位移是( )
A.以地面為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移是 3 m
B.以地面為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地最高點(diǎn)的位移是 8 m
C.以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移是3m
D.以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移是-3 m
【答案】D
【詳解】AB.以地面為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移是-3m;從拋出點(diǎn)到落地最高點(diǎn)的位移是5m,AB錯(cuò)誤;
CD.以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移是-3m,C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
知識(shí)點(diǎn)3:矢量和標(biāo)量
1.標(biāo)量
只有大小沒有方向的物理量叫作標(biāo)量,其運(yùn)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則.如時(shí)間、長度、質(zhì)量、路程、功、能量、溫度等都是標(biāo)量.
2.矢量及其表示方法
(1)既有大小又有方向的物理量叫作矢量,其運(yùn)算法則不同于標(biāo)量(遵循平行四邊形定則,將在后面學(xué)習(xí)).如位移、力等都是矢量.
(2)表示方法:用帶箭頭的線段表示,線段的長度表示矢量的大小,箭頭的方向表示矢量的方向.
對(duì)于同一條直線上的矢量,可先沿著矢量所在的直線建立直線坐標(biāo)系,然后用正、負(fù)數(shù)來表示矢量,正、負(fù)號(hào)表示矢量的方向(正號(hào)表示與坐標(biāo)系規(guī)定的正方向相同,負(fù)號(hào)則相反),絕對(duì)值表示矢量的大小.
(1)在求解某一矢量時(shí),除需求出其大小外,還應(yīng)指明方向。
(2)標(biāo)量大小的比較只看其自身數(shù)值大小,而矢量大小的比較要看其數(shù)值的絕對(duì)值大小,絕對(duì)值大的矢量大。
(3)矢量與標(biāo)量的區(qū)別一是矢量是有方向的,而標(biāo)量沒有方向;二是運(yùn)算法則不同,矢量運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則,而標(biāo)量運(yùn)算時(shí)遵循算術(shù)運(yùn)算法則.
知識(shí)點(diǎn)4:直線運(yùn)動(dòng)的位移
1.直線運(yùn)動(dòng)中物體位置和位移的關(guān)系
物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的位移可以通過初、末位置的坐標(biāo)值來計(jì)算.沿物體運(yùn)動(dòng)的直線建立x軸,物體在t1時(shí)刻處于位置x1 = 8m,在t2時(shí)刻處于位置x2 = -4m,則物體在t1~t2時(shí)間內(nèi)的位移△x等于兩個(gè)位置的坐標(biāo)變化,即△x=x2-x1= - 4 m - 8m= -12m,位移的方向沿x軸負(fù)方向。
2.位移的方向
由△x=x2-x1,計(jì)算得到的位移可能為正也可能為負(fù).在直線運(yùn)動(dòng)中,位移的方向可以用正、負(fù)號(hào)表示,正號(hào)表示位移的方向與規(guī)定的正方向相同,負(fù)號(hào)表示位移的方向與規(guī)定的正方向相反。
(1)計(jì)算位移時(shí),位置坐標(biāo)要帶符號(hào)運(yùn)算.
(2)位置坐標(biāo)是相對(duì)的。質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻所在的空間的一點(diǎn).物體的位置坐標(biāo)與坐標(biāo)系的建立有關(guān).同一位置,建立坐標(biāo)系的原點(diǎn)不同或規(guī)定的正方向不同,物體的位置坐標(biāo)就不同.
(3)位移是絕對(duì)的。質(zhì)點(diǎn)的末位置減初位置,物體的位置變化與坐標(biāo)原點(diǎn)和正方向的選取無關(guān).
【典例1】如圖甲所示,一根細(xì)長的彈簧系著一小球,放在光滑桌面上,手握小球把彈簧拉長,放手后小球便來回運(yùn)動(dòng),圖中B為小球向右到達(dá)的最遠(yuǎn)位置。小球某次經(jīng)過O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),其有關(guān)時(shí)刻的位置如圖乙所示,若測(cè)得OA=OC=7cm,AB=3cm,下列說法正確的是( )
A.0.2~0.8s內(nèi)小球的位移大小是7cm,方向向右,經(jīng)過的路程是13cm
B.0.4~0.8s內(nèi)小球的位移大小是10cm,方向向左,經(jīng)過的路程是10cm
C.0.2~0.6s內(nèi)小球的位移大小是0cm,經(jīng)過的路程是0cm
D.0.2~1.0s內(nèi)小球的位移大小是14cm,方向向左,經(jīng)過的路程是21cm
【答案】B
【詳解】A.位移由運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)決定,路程由實(shí)際路徑?jīng)Q定,0.2~0.8s內(nèi)小球的位移大小是7cm,方向向左,經(jīng)過的路程是13cm,故A錯(cuò)誤;
B.0.4~0.8s內(nèi)小球的位移大小是10cm,方向向左,經(jīng)過的路程是10cm,故B正確;
C.0.2~0.6s內(nèi)小球的位移大小是0cm,經(jīng)過的路程是6cm,故C錯(cuò)誤;
D.0.2~1.0s內(nèi)小球的位移大小是14cm,方向向左,經(jīng)過的路程是20cm,故D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例2】在機(jī)器人大賽中,某機(jī)器人在一平面直角坐標(biāo)系內(nèi)由點(diǎn)出發(fā),沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),又由點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),然后由點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),最后由點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),整個(gè)過程中機(jī)器人所用時(shí)間是2s,則( )
A.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線
B.機(jī)器人不會(huì)兩次通過同一點(diǎn)
C.整個(gè)過程中機(jī)器人的位移大小為
D.整個(gè)過程中機(jī)器人的位移方向由點(diǎn)到點(diǎn)
【答案】C
【詳解】AB.由題圖可知機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線,圖線的交點(diǎn)表示機(jī)器人兩次通過同一點(diǎn),故AB錯(cuò)誤;
CD.整個(gè)過程中機(jī)器人的位移為從點(diǎn)到點(diǎn)的有向線段,大小為,方向由點(diǎn)到點(diǎn),故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【典例3】如圖所示,一小球在光滑的V形槽中由A點(diǎn)釋放,經(jīng)B點(diǎn)(與B點(diǎn)碰撞所用時(shí)間不計(jì))到達(dá)與A點(diǎn)等高的C點(diǎn),設(shè)A點(diǎn)的高度為1m,則全過程中小球通過的路程和位移大小分別為( )
A.2m,mB.4m,m
C.2m,1mD.4m,m
【答案】B
【詳解】位移大小等于AC的直線距離,大小為
路程等于AB長度與BC長度之和,大小為
故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
【典例4】如圖所示,一遙控玩具小車在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),它從坐標(biāo)原點(diǎn)O出發(fā),先以4m/s的速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)100s,接著以3m/s的速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)100s,則遙控玩具小車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的位移和路程的大小分別為( )
A.500m、500mB.700m、700m
C.500m、700mD.700m、500m
【答案】C
【詳解】小車以4m/s的速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)100s過程有
小車以3m/s的速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)100s過程有
則小車整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的路程為
小車整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的位移大小為
故選C。
知識(shí)點(diǎn)5:位移—時(shí)間圖像
1.位移一時(shí)間圖像
在平面直角坐標(biāo)系中,用縱坐標(biāo)表示物體的位置,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)給出的(或測(cè)量的)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn),用平滑的曲線連接各點(diǎn),圖像表示物體在每一時(shí)刻的位置或每一時(shí)間間隔的位移,稱為位移—時(shí)間(x - t)圖像.
2.從x-t圖像中獲得的信息
(1)無論x - t圖線是直線還是曲線均只能代表物體做直線運(yùn)動(dòng),不能表示曲線運(yùn)動(dòng),圖線并不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,原因是x-t圖像中x的方向只有正、負(fù)兩個(gè)方向。
(2)斜率表示速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率為正表示物體沿著正方向運(yùn)動(dòng),即速度的方向?yàn)檎?,斜率為?fù)表示物體沿著規(guī)定的正方向相反的方向運(yùn)動(dòng),即速度為負(fù)。
(3)與時(shí)間軸平行的線段表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。
(4)點(diǎn):圖像中的特殊點(diǎn)一般有如下3種類型.
①截距點(diǎn):圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)代表物體到達(dá)x=0位置的時(shí)刻;圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)代表物體在t=0時(shí)刻的位置。
②交點(diǎn):x - t圖像中兩條圖線的交點(diǎn)表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻兩個(gè)物體出現(xiàn)在同一位置,即二者相遇。
③極值點(diǎn):如圖所示的極值點(diǎn)c、d分別代表物體沿x軸正向、負(fù)向運(yùn)動(dòng)到距x=0位置的最遠(yuǎn)距離。
如圖,其中,時(shí)間t1表示甲物體比開始計(jì)時(shí)時(shí)刻晚出發(fā)時(shí)間t1;截距x0表示乙物體出發(fā)時(shí)離原點(diǎn)的距離為x0;圖線乙表示乙運(yùn)動(dòng)方向與規(guī)定的正方向相反;時(shí)間t5表示乙物體在t5時(shí)刻回到原點(diǎn),甲物體運(yùn)動(dòng)到乙的出發(fā)點(diǎn);水平線段AB表示甲物體在t2~t3時(shí)間內(nèi)靜止;交點(diǎn)P表示t4時(shí)刻兩物體相遇,距原點(diǎn)距離相等。
【典例1】某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位置x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知( )
A.前4秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)先加速運(yùn)動(dòng)再勻速運(yùn)動(dòng)B.前內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是2m
C.第內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是D.前內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度為
【答案】B
【詳解】A.前4秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)先勻速運(yùn)動(dòng)再勻速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;
B.前內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是2m,B正確;
C.第內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是0,C錯(cuò)誤;
D.前內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度為
D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例2】甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā)沿同一直線運(yùn)動(dòng),它們的位移—時(shí)間圖像如圖所示,則( )
A.3s末甲、乙兩物體的速度相同
B.前3s內(nèi)甲的平均速度大于乙的平均速度
C.前3s內(nèi)甲、乙的路程相等
D.前3s內(nèi)只有一個(gè)時(shí)刻甲、乙速度相同
【答案】D
【詳解】A.3s末甲、乙兩物體相遇,由于x—t圖像的斜率表示速度,知此時(shí)兩者的速度不等,A錯(cuò)誤;
B.前3s內(nèi)甲、乙的位移相等,所用時(shí)間相等,則平均速度相等,B錯(cuò)誤;
C.前3s內(nèi)甲、乙的位移相等,但甲先向正方向運(yùn)動(dòng)后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),而乙一直向前運(yùn)動(dòng),則前3s內(nèi)甲的路程大于乙的路程,C錯(cuò)誤;
D.由于x—t圖像的斜率表示速度,而圖線乙的平行線與圖線甲只有一個(gè)切點(diǎn),則前3s內(nèi)只有一個(gè)時(shí)刻甲、乙速度相同,D正確。
故選D。
【典例3】沿同一條直線運(yùn)動(dòng)的a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),在時(shí)間內(nèi)的圖像如圖所示,則下列說法中正確的是( )
A.兩質(zhì)點(diǎn)都做變速直線運(yùn)動(dòng)
B.時(shí)刻,a、b的位置相同,相遇
C.在時(shí)間內(nèi),a、b的位移和路程都相同
D.在時(shí)間內(nèi),a通過的路程是b通過路程的3倍,但位移相同
【答案】ABD
【詳解】A.圖像中,圖像上某點(diǎn)的切線的斜率就表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。圖像均為曲線,所以兩物體都在做變速直線運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)正確;
B.由題圖可知,在0時(shí)刻,兩質(zhì)點(diǎn)的初位置都在坐標(biāo)原點(diǎn),時(shí)刻末位置都在處,所以其位置相同,即兩質(zhì)點(diǎn)相遇,故B項(xiàng)正確;
C.由之前分析可知,兩質(zhì)點(diǎn)的初位置相同,末位置也相同,所以兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同,但是質(zhì)點(diǎn)a的路程大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.時(shí)間內(nèi),a質(zhì)點(diǎn)的路程是
b質(zhì)點(diǎn)的路程為
所以a質(zhì)點(diǎn)的路程是b質(zhì)點(diǎn)路程的3倍,位移都為零,故D項(xiàng)正確。
故選ABD。
知識(shí)點(diǎn)6: 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造和工作原理
生活中,人們可以用多種方式記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻和位置,在實(shí)驗(yàn)室中,我們常用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄時(shí)間和位移.常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器包括電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(1)實(shí)物圖及構(gòu)造
(2)工作原理:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用電流的磁效應(yīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)的儀器.計(jì)時(shí)器的線圈中通入交變電流后,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片做周期性振動(dòng),每次向下運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)振針在紙帶上打下一個(gè)點(diǎn),打點(diǎn)的時(shí)間間隔就是振片振動(dòng)的周期,而振片振動(dòng)的周期等于交變電流的周期.
(3)使用說明:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交變電源,工作電壓為4~6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每隔0.02s打一次點(diǎn),當(dāng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí),則紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s.通電以前,把紙帶穿過限位孔,再把套在定位軸上的復(fù)寫紙壓在紙帶的上面。
2.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(1)實(shí)物圖及構(gòu)造
(2)工作原理:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中有將正弦式交變電流轉(zhuǎn)化為脈沖式交變電流的裝置,當(dāng)計(jì)時(shí)器接通220 V交變電流時(shí),按下脈沖輸出開關(guān),計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針和接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電,利用火花放電在運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出點(diǎn)跡.
(3)使用說明:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接220 V交變電流,當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí),紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.02 s.注意墨粉紙盤夾在兩紙帶之間.
(1)注意墨粉紙盤夾在兩紙帶之間由于兩條紙帶的摩擦作用,帶動(dòng)墨粉紙盤轉(zhuǎn)動(dòng),使電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶1上打出清晰的點(diǎn).
(2)將墨粉紙?zhí)自诩埍P軸上,將紙帶穿過限位孔.
(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器故障分析紙帶上打點(diǎn)不清楚可能是復(fù)寫紙用的次數(shù)太多了,或振針到復(fù)寫紙的高度太大,或選擇的電壓太低.若調(diào)高電壓不應(yīng)超出其額定電壓,以避免出現(xiàn)安全問題.
知識(shí)點(diǎn)7:練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
1.實(shí)驗(yàn)步驟(以電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為例)
(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上,將紙帶穿過限位孔,把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上,并且壓在紙帶上面.
(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到6V的低壓交流電源上.
(3)接通電源開關(guān),用手水平拉動(dòng)紙帶,使紙帶在水平方向上運(yùn)動(dòng),電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn),隨后關(guān)閉電源.
(4)取下紙帶,從能夠看得清的某個(gè)點(diǎn)開始(起始點(diǎn)),往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn),如果共有n個(gè)點(diǎn),那么這n個(gè)點(diǎn)的打點(diǎn)時(shí)間間隔數(shù)為(n-1),則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間△t=(n-1)×0.02 s.
(5)用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)間的距離 △x。
2.實(shí)驗(yàn)原理
運(yùn)動(dòng)的物體帶動(dòng)紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,并表示出了物體在不同時(shí)刻的位置,從而可應(yīng)用速度公式計(jì)算速度。
(1)要特別注意題目中給出的是計(jì)時(shí)點(diǎn)還是計(jì)數(shù)點(diǎn).計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)際打出的點(diǎn),兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s,若計(jì)時(shí)點(diǎn)較密,可每隔若干個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),稱為計(jì)數(shù)點(diǎn).相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有(n-1)個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),則這兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02n s.一般每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s.
(2)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好,以免拉動(dòng)紙帶時(shí)晃動(dòng),并要先輕輕試?yán)垘?,確認(rèn)無明顯的阻滯現(xiàn)象.
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,要先接通電源再拉動(dòng)紙帶,否則會(huì)因?yàn)榧垘ч_始運(yùn)動(dòng)時(shí),未接通電源而沒有打點(diǎn),記錄數(shù)據(jù)不完整,造成較大誤差
(4)使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí),接通電源后,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后,再拉動(dòng)紙帶,拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些,以防點(diǎn)跡太密集.
(5)如何取計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)?計(jì)數(shù)點(diǎn)通常不從第1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)開始取,而從點(diǎn)跡清晰、與相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)間距適中的點(diǎn)開始選取.為方便計(jì)算,一般相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間相隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn).
(1)用刻度尺測(cè)量時(shí),一次測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離比分段測(cè)量誤差小.(√)
解釋:正確的做法是“0”刻度對(duì)齊所選紙帶的第一個(gè)點(diǎn)后,依次測(cè)量其與各個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離,以減小因讀數(shù)引起的偶然誤差.讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位.
【典例1】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常用的物理儀器,它可以在有限長度的紙帶上打出一系列的點(diǎn),人們通過對(duì)相關(guān)點(diǎn)間的距離的測(cè)量,便可測(cè)量出帶動(dòng)紙帶的小車或滑塊的平均速度、瞬時(shí)速度及加速度。某次使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究某小車的運(yùn)動(dòng)時(shí),所用交流電源的頻率為50Hz。關(guān)于該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下列說法正確的是( )
A.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),應(yīng)先釋放紙帶后接通電源
B.打出相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s
C.紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),則打出兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s
D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也可使用低壓直流電源
【答案】C
【詳解】A.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),應(yīng)先接通電源后釋放紙帶,故A錯(cuò)誤;
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz時(shí),打出相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為
故B錯(cuò)誤;
C.紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),則打出兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為
故C正確;
D.無論是哪種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都使用的是交流電源,故D錯(cuò)誤。
故選C。
【典例2】如圖所示是“探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一段,A、B兩點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn),中間點(diǎn)跡為實(shí)際點(diǎn)跡,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz,則A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為( )
A.0.04sB.0.06sC.0.08sD.0.10s
【答案】D
【詳解】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz,則相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s,則A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為5×0.02s=0.10s。
故選D。
【典例3】(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用_______(填交流或直流)電源的儀器,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓約是_______V(填6或220),當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí),它每隔________s打一次點(diǎn)。
(2)在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用50 Hz的交流電源利用電火花計(jì)時(shí)器選出了一條清晰的紙帶,如圖所示,是小車拖動(dòng)紙帶用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒畫。
試求BD的平均速度vBD=________m/s;E點(diǎn)的瞬時(shí)速度vE=________m/s。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
【答案】 交流 6 0.02 0.280 0.440
【詳解】(1)[1][2]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電源的儀器,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是6V。
[3]當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí),每次打點(diǎn)時(shí)間間隔
(2)[4]相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒畫,兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間為
BD的平均速度
[5] E點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于DF段的平均速度
【典例4】(1)電火花計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用________(選填“交流”或“直流”)電源,電壓為________V,當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí),每隔________s打一次點(diǎn)。
(2)有關(guān)電火花計(jì)時(shí)器的使用基本步驟如下:
A.紙帶完全通過電火花計(jì)時(shí)器后,及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器
B.將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座
C.將紙帶從墨粉紙盤下面穿過電火花計(jì)時(shí)器
D.接通開關(guān),聽到放電聲,立即拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)
上述步驟正確的順序是________(按順序填寫步驟編號(hào))
【答案】 交流 220 0.02 CBDA
【詳解】(1)[1][2][3]電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源,當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí),周期為
每隔0.02s打一次點(diǎn)。
(2)[4]實(shí)驗(yàn)中先安裝電火花計(jì)時(shí)器、穿紙帶,接交流電源、接通開關(guān)拖動(dòng)紙帶,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器,所以正確的順序是CBDA。

重難點(diǎn)1同一平面內(nèi)曲線運(yùn)動(dòng)的路程和位移
1.曲線運(yùn)動(dòng)的位置
當(dāng)物體在平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位置可以用平面直角坐標(biāo)系中的一組坐標(biāo)來表示,如圖所示,物體初、末位置坐標(biāo)分別為A(x1,y1),B(x2,y2)。
2.曲線運(yùn)動(dòng)的位移
如上圖所示,物體由A到B的位移大小等于A、B兩點(diǎn)間的距離,即,方向可用位移與x軸正方向夾角的正切值表示,即
【典例1】如圖所示,坐高鐵從杭州到南京,原需經(jīng)上海再到南京,其路程為,位移為,杭寧高鐵通車后,從杭州可直達(dá)南京,其路程為,位移為,則( )
A.,,和的方向相同
B.,,和的方向不同
C.,,和的方向相同
D.,,和的方向不同
【答案】C
【詳解】由題意可得,兩個(gè)路線的初末位置相同,故位移的大小方向都相同,即
由圖可知,經(jīng)過上海到達(dá)南京的軌跡長度明顯大于直達(dá)南京的軌跡長度。即
故選C。
【典例2】如圖,某一物體沿兩個(gè)半徑均為R的半圓弧由A運(yùn)動(dòng)到C,下列結(jié)論正確的是( )
A.物體的位移等于4R,方向向東
B.物體的位移等于2R,方向向東
C.物體的路程等于2R,方向向東
D.物體的路程等于4R,沒有方向
【答案】A
【詳解】位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段,路程是物體運(yùn)動(dòng)路線的長度。路程等于運(yùn)動(dòng)軌跡的長度,軌跡長度正好為一個(gè)圓的圓周,大小為2πR,沒有方向,位移大小等于首末位置的距離為4R,方向向東。
故選A。
一、單選題
1.一個(gè)小球從距地面高處落下,被地面彈回,在距地面高處被接住。坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方處,向下為坐標(biāo)軸的正方向。則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是( )
A.,,
B.,,
C.,0,
D.,0,
【答案】B
【詳解】由題意知,坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方處,向下為坐標(biāo)軸的正方向。所以小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為-2m,2m,1m。
故選B。
2.由沈陽去大連,可以乘火車,也可以乘汽車。如圖所示,曲線ACB和ADB分別表示由沈陽到大連的鐵路線和公路線,下列說法中正確的是( )
A.火車的路程等于其位移大小
B.火車的路程小于其位移大小
C.火車的路程等于汽車的路程
D.火車的位移等于汽車的位移
【答案】D
【詳解】AB.當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移大小才等于路程,而圖中火車的路線為曲線,則火車的路程大于其位移大小,AB錯(cuò)誤;
C.路程是運(yùn)動(dòng)軌跡的長度,根據(jù)圖示可知,曲線ADB長度大于曲線ACB的長度,即火車的路程小于汽車的路程,C錯(cuò)誤;
D.位移可用初位置指向末位置的有向線段表示,線段長度表示位移大小,箭頭指向表示位移方向,曲線ACB和ADB兩條路線的始末位置相同,則火車的位移等于汽車的位移,D正確。
故選D。
3.如圖所示,水平面內(nèi)一輕繩的一端固定在點(diǎn),另一端系一小球P,現(xiàn)使小球P繞點(diǎn)做半徑為的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的位移大小為
B.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的路程為
C.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的位移大小為
D.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的路程為
【答案】C
【詳解】A.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的位移大小為AB連線長度,故A錯(cuò)誤;
B.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的路程為AB弧長,故B錯(cuò)誤;
C.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的位移大小為AC連線長度,故C正確;
D.小球P從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的路程為AD弧長,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4.如圖所示是一輛電動(dòng)車做直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像,對(duì)相應(yīng)的線段所表示的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( )
A.AB段表示電動(dòng)車在第1s內(nèi)的位移是4m
B.BC段發(fā)生的位移大于CD段發(fā)生的位移
C.t=3s時(shí)電動(dòng)車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
D.t=5s時(shí)電動(dòng)車回到出發(fā)點(diǎn)
【答案】C
【詳解】A.AB段電動(dòng)車在第1s內(nèi)位移不隨時(shí)間變化,處于靜止?fàn)顟B(tài),故A錯(cuò)誤;
B.BC段發(fā)生的位移大小為12m-4m=8m,CD段發(fā)生的位移大小為12m,所以CD段發(fā)生的位移大于BC段發(fā)生的位移,故B錯(cuò)誤;
C.從題圖可以看出t=3s時(shí)電動(dòng)車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),為8m,故C正確;
D.出發(fā)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為4m,t=5s時(shí)電動(dòng)車的位置坐標(biāo)為0,距出發(fā)點(diǎn)4m,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5.下列關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說法正確的是( )
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓直流電源
B.電火花計(jì)時(shí)器使用8V交變電源
C.使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s(電源頻率為50Hz)
D.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.01s(電源頻率為50Hz)
【答案】C
【詳解】A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是低壓交流電源,故A錯(cuò)誤;
B.電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V交變電源,故B錯(cuò)誤;
CD.電源頻率為50Hz時(shí),使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
6.某物體的位移-時(shí)間圖像如圖所示,物體從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng);x-t圖像是拋物線,則下列敘述不正確的是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線
B.物體經(jīng)8s回到初始位置
C.物體運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大位移為80m
D.在0~8s內(nèi)物體做往返運(yùn)動(dòng)
【答案】A
【詳解】A.x-t圖像描述的是做直線運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系,雖然圖像是拋物線,但物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線,故A錯(cuò)誤,符合題意;
BC.從圖像可以看出,物體在0~8s內(nèi)的最大位移為80m,8s時(shí)回到初始位置,故BC正確,不符合題意;
D.物體先遠(yuǎn)離出發(fā)點(diǎn),后回到出發(fā)點(diǎn),故物體做往返運(yùn)動(dòng),故D正確,不符合題意。
故選A。
7.在如圖所示的時(shí)間軸上,以t0=0為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。下列說法中正確的是( )
A.t2表示時(shí)刻,稱為第2s末或前3s初
B.t1~t2表示時(shí)間,稱為第2s內(nèi)
C.t0~t2表示時(shí)間,稱為前2s或第2s內(nèi)
D.tn-1~tn表示時(shí)間,稱為第內(nèi)
【答案】B
【詳解】A.t2表示時(shí)刻,稱為第2s末或第3s初,故A錯(cuò)誤;
B.t1~t2表示時(shí)間,稱為第2s內(nèi),故B正確;
C.t0~t2表示時(shí)間,稱為前2s,t1~t2表示第2s內(nèi),故C錯(cuò)誤;
D.tn-1~tn表示時(shí)間,稱為第ns內(nèi),故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.如圖所示為A、B兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的x-t圖像。下列說法正確的是( )
A.A、B的出發(fā)位置不同
B.0~t2時(shí)間內(nèi)A、B質(zhì)點(diǎn)的平均速度相等
C.質(zhì)點(diǎn)A做直線運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)B作曲線運(yùn)動(dòng)
D.t1~t2時(shí)間內(nèi),A的速度一直大于B的速度
【答案】B
【詳解】A.從圖中可知兩質(zhì)點(diǎn)從同一位置出發(fā),但不同時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;
B.0~t2時(shí)間內(nèi),兩質(zhì)點(diǎn)的始末位置都相同,即位移相同,所有時(shí)間又相同,故兩者的平均速度相等,B正確。
C.位移時(shí)間圖像只能表示直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,可知兩質(zhì)點(diǎn)都做直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;
D.圖像的斜率表示運(yùn)動(dòng)的速度,從圖中可知t1~t2時(shí)間內(nèi)A的速度先大于B,后小于B,D錯(cuò)誤。
故選B。
9.如圖,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車A和B的位移—時(shí)間()圖線,由圖可知( )
A.在時(shí)刻,A車追上B車
B.在時(shí)刻,A、B兩車運(yùn)動(dòng)方向相同
C.在到這段時(shí)間內(nèi),B車的速率先減小后增加
D.在到這段時(shí)間內(nèi),B車的速率一直比A車的大
【答案】C
【詳解】A.由圖可知之前,B車在A車之后,時(shí)刻B車追上A車,故A錯(cuò)誤;
B.在時(shí)刻,A運(yùn)動(dòng)方向沿x軸正向,B車運(yùn)動(dòng)方向沿x軸負(fù)向,故B錯(cuò)誤;
CD.圖像斜率反應(yīng)了兩車速度大小變化情況,可知在到這段時(shí)間內(nèi),B車的速率先減小至零后增加,A車速率不變,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多選題
10.關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是( )
A.取定正方向做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體,甲的位移為3m,乙的位移為-5m,則-5m小于3m
B.甲、乙兩物體的位移大小均為50m,這兩個(gè)物體的位移必定相同
C.電流雖有正負(fù),但是標(biāo)量
D.溫度計(jì)度數(shù)的正負(fù)號(hào)表示溫度高低,不表示方向,溫度是標(biāo)量
【答案】CD
【詳解】A.位移是矢量,其大小是其絕對(duì)值,正負(fù)代表方向,則知甲的位移小于乙的位移,A錯(cuò)誤;
B.兩個(gè)矢量大小相等、方向相同時(shí),它們才相同,B錯(cuò)誤;
C.電流是標(biāo)量,正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向,C正確;
D.溫度是標(biāo)量,溫度計(jì)度數(shù)的正負(fù)號(hào)表示溫度高低,不表示方向,D正確。
故選CD。
11.A、B兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中的圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為曲線
B.質(zhì)點(diǎn)B的加速度大小為
C.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A、B的位移相等
D.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A的平均速率為
【答案】CD
【詳解】A.圖線的斜率正負(fù)表示速度的方向,由圖,質(zhì)點(diǎn)A的速度先沿正方向,然后沿反方向,為直線運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線,A錯(cuò)誤;
B.圖線斜率的大小代表速度的大小,由圖,質(zhì)點(diǎn)B的速度大小為
大小不變,所以加速度為0,B錯(cuò)誤;
C.由圖,內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A、B的位移都為,C正確;
D.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A的平均速率為
D正確。
故選CD。
三、實(shí)驗(yàn)題
12.(1)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,其電源頻率為50Hz,常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器使用的是___________(選填“直流電”或“交流電”),它們是每隔___________s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面儀器和器材中,必須使用的有___________(填選項(xiàng)代號(hào))。
A.電壓合適的50Hz交流電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺D.秒表E.天平
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,下列做法正確的是___________。
A.先釋放小車,再接通電源
B.先接通電源,再釋放小車
C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處
D.將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處
(4)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示,則每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為___________s。如果小車做加速運(yùn)動(dòng),則應(yīng)該是紙帶的___________端(選填“左”或“右”)與小車相連;根據(jù)紙帶,可以算得B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=___________m/s,C點(diǎn)的瞬時(shí)速度vC=___________m/s(保留3位有效數(shù)字)。
【答案】 交流電 0.02 AC BD 0.1 左 0.400 0.479
【詳解】(1)[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用的交流電。
[2]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,其電源頻率為50Hz,它們是每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)[3]要想測(cè)速度,需要測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的位移,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,而刻度尺可以測(cè)位移,電壓合適的50Hz交流電源接到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上通過在紙帶上打出的點(diǎn)計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,B、D、E錯(cuò)誤,A、C正確。
(3)[4]開始記錄時(shí),應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,然后釋放紙帶,讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動(dòng),如果先放開紙帶運(yùn)動(dòng),再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,紙帶上打的點(diǎn)較少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會(huì)產(chǎn)生較大的誤差,如果先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定,再釋放紙帶,可以使紙帶上打滿點(diǎn),提高紙帶利用率,A錯(cuò)誤,B正確;為了有效利用紙帶,在釋放小車前,小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,C錯(cuò)誤,D正確。
(4)[5]每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t=5×0.02s=0.1s
[6]根據(jù)紙帶左端點(diǎn)比較密集,所以是左端與小車相連。
[7]B點(diǎn)的瞬時(shí)速度
vB=m/s
[8]C點(diǎn)的瞬時(shí)速度
vC=m/s

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