人教版 (2019)必修 第一冊1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課時訓(xùn)練

這是一份人教版 (2019)必修 第一冊1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課時訓(xùn)練，共4頁。
規(guī)律


A級—學(xué)考達(dá)標(biāo)


1．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，所需器材有：打點計時器(帶導(dǎo)線)、長木板、紙帶、復(fù)寫紙、小車、鉤碼、細(xì)線，此外還需要的器材有( )


A．直流電源、天平及砝碼


B．直流電源、毫米刻度尺


C．交流電源、天平及砝碼


D．交流電源、毫米刻度尺


解析：選D 在實驗中無需測小車質(zhì)量，故不需要天平和砝碼；測量紙帶上的數(shù)據(jù)需要使用毫米刻度尺；打點計時器使用的是交流電源，故D正確。


2．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下述測量相鄰兩計數(shù)點間距離的方法正確的是( )


A．當(dāng)某兩計數(shù)點間的距離較大時，可用短尺分段測量


B．當(dāng)某兩計數(shù)點間的距離較小時，可用短尺一次測完


C．測量每兩相鄰計數(shù)點間的距離，應(yīng)該用帶著毫米刻度的長尺的零刻度對準(zhǔn)起點，讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得到每兩計數(shù)點間距離的數(shù)值


D．分別逐個測出每兩計數(shù)點間的距離，這樣便于記錄


解析：選C 測量每相鄰兩計數(shù)點間距離時，不要分段測量，應(yīng)一次測出各計數(shù)點與0計數(shù)點的距離，然后逐一相減，得出每兩計數(shù)點間距離的數(shù)值，避免測量誤差的積累，故C正確。


3．用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。實驗步驟如下：


A．在電磁打點計時器兩接線柱上分別接導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端分別接50 Hz交流電源的兩接線柱。


B．把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過______，并壓在________下面。


C．用刻度尺測量從計時起點到最后一個點間的距離Δx。


D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝________ s。


E．打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點。


F．利用公式eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)計算紙帶運動的平均速度。


(1)在各步驟空白處填上適當(dāng)內(nèi)容。


(2)實驗步驟的合理順序是______________。


解析：(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面，這樣才能通過振針把點打在紙帶上，打點計時器的打點周期為0.02 s，若打n個點，則有(n－1)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間Δt＝0.02(n－1)s。


(2)實驗步驟的排列一般要先安裝器材即首先進(jìn)行步驟B、A，然后進(jìn)行步驟E，實驗結(jié)束要先關(guān)掉電源，即進(jìn)行步驟D，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即進(jìn)行步驟C、F，故實驗步驟的合理順序是B、A、E、D、C、F。


答案：(1)限位孔 復(fù)寫紙 0.02(n－1) (2)BAEDCF


4．某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共七個測量點。其相鄰點間的距離如圖甲所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10 s，試完成下面的問題。





(1)根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，某同學(xué)已將1、2、3、5點對應(yīng)的時刻的瞬時速度進(jìn)行計算并填入表中，請你將4點對應(yīng)的時刻的瞬時速度填入表中。(要求保留三位有效數(shù)字)











(2)在如圖乙所示的直角坐標(biāo)系中畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線。





(3)由圖像求出小車的加速度a＝________m/s2。


解析：(1)4點對應(yīng)時刻的瞬時速度


v4＝eq \f(?11.95－5.68?×10－2,2×0.1) m/s≈0.314 m/s。


(2)描點作圖，如圖所示。





(3)根據(jù)圖像得：a＝eq \f(0.32－0.12,0.4) m/s2＝0.500 m/s2。


答案：(1)0.314 (2)見解析圖 (3)0.500





B級—選考提能


5．光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示出滑塊的擋光時間?，F(xiàn)有一滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過光電門1和2，計時器顯示的擋光時間分別是t1＝5×10－2 s，t2＝3×10－2 s，從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時間t＝1.5 s，用分度值為1 mm的刻度尺測量小滑塊的長度d，示數(shù)如圖乙所示。





(1)滑塊的長度d為________cm。


(2)滑塊通過光電門的速度v1、v2分別為________m/s、________m/s。


(3)滑塊的加速度大小為________m/s2。


解析：(1)由題圖可知d＝8.42 cm－4.00 cm＝4.42 cm。


(2)通過光電門1的速度


v1＝eq \f(d,t1)＝0.88 m/s，


通過光電門2的速度


v2＝eq \f(d,t2)＝1.47 m/s。


(3)滑塊的加速度


a＝eq \f(v2－v1,t)＝eq \f(1.47 m/s－0.88 m/s,1.5 s)＝0.39 m/s2。


答案：(1)4.42 (2)0.88 1.47 (3)0.39


6．某同學(xué)用如圖甲裝置研究小車在不同接觸面上的運動情況。該同學(xué)將小車以適當(dāng)?shù)某跛俣柔尫藕?，用打點計時器記錄小車的運動情況。通過反復(fù)實驗得到一系列打上點的紙帶，并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶(附有刻度尺)進(jìn)行測量。(測量和計算結(jié)果均保留小數(shù)點后兩位)





(1)如表為A、B、C、…、J各點對應(yīng)的刻度值，按照正確的讀數(shù)方法填寫E點對應(yīng)的刻度值(單位：cm)。





(2)已知打點的時間間隔為0.02 s，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在紙帶上打C點時小車的速度大小vC＝________m/s；


(3)對紙帶E、J兩點間小車的運動作出v-t圖像，根據(jù)圖像可知小車的速度變化情況為________________，并求出它的加速度大小為________m/s2。


解析：(1)根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，E點的讀數(shù)為6.00 cm。


(2)vC＝eq \f(xB－xD,2T)＝0.90 m/s。


(3)分別求出F、G、H、I對應(yīng)的速度


vF＝eq \f(?6.00 cm－3.00 cm?×10－2,2×0.02 s)＝0.75 m/s


vG＝eq \f(?4.40 cm－1.80 cm?×10－2,2×0.02 s)＝0.65 m/s


vH＝eq \f(?3.00 cm－0.80 cm?×10－2,2×0.02 s)＝0.55 m/s


vI＝eq \f(?1.80 cm－0?×10－2,2×0.02 s)＝0.45 m/s


若F、G、H、I對應(yīng)時間分別為0.02 s,0.04 s,0.06 s，0.08 s。


建立關(guān)于v、t的坐標(biāo)系，將F、G、H、I對應(yīng)速度與時間在坐標(biāo)系中描點，并過這些點作v-t圖像，如圖所示，從而判斷小車的速度在均勻減小，由圖線的斜率得到加速度的大小為5.00 m/s2。





答案：(1)6.00 (2)0.90 (3)圖像見解析 均勻減小 5.00


瞬時速度
v1
v2
v3
v4
v5
數(shù)值/(m·s－1)
0.165
0.214
0.263
0.363
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
13.20
11.38
9.60
7.80
4.40
3.00
1.80
0.80
0.00