【基础练习】《实验：探究小车速度随时间变化的规律》.docx

1、实验：探究小车速度随时间变化的规律基础练习1你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线运动拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，用笔在纸带上点下一个个点，这样就做成了一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，应掌握的要领是( )A. 让同伴使纸带做匀速运动B. 打点节奏随同伴拉动纸带的速度增大而同步加快C. 使打点时节奏保持均匀不变D. 让同伴使纸带做匀加速运动2使用打点计时器测量瞬时速度时应注意()A. 无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B. 使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C. 使用打点计时器在拉动纸

2、带时，拉动的方向应与限位孔平行D. 打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源3如图是在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中打出的一条纸带，选取纸带上点迹清晰部分，每隔4个点取一个计数点（中间各点未画出），共取A、B、C、D、E五个计数点，测得各相邻计数点间的距离如图所示（单位为厘米），则各邻计数点间的时间间隔为_秒，其中计数点B处的速度大小为_m/s ，小车的加速度为_ms2。4某实验小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他们将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他们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

3、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，第二十六个点下标明F，第三十一个点下标明G。测得各点间距离如图所示，则打D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_m/s2。（结果保留两位有效数字）5某同学用题图1所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz，在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所测量数据及其标记符号如题图2所示。该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）：方法A：由g1=x2-x1T2,g2=x3-x2T2,g5=x6-x5T2 取平均值g=8.667ms2；方法B：由g1=x4-x13T2,g2=x5-x23T

4、2,g3=x6-x33T2取平均值g=8.673ms2。从数据处理方法看，选择方法_（“A”或“B”）更合理，方法A中对实验结果起作用的数据有_（选填x1、x2、x3、x4、x5、x6）；本实验误差的主要来源有_（写出两条）。6（1）电火花打点计时器所使用的是_ 电源(填交流或直流)，工作电压是_ V.由于电源频率不稳，某段时间内电源频率为40Hz，则每隔_ s打点一次 （2）某同学利用打点计时器研究做匀速直线运动小车的运动情况.图示为该同学实验时打出的一天纸带，(相邻两个计数点之间还有4个点没有画出)纸带上相邻的计数点的时间间隔是_ s；打点计时器打C点时小车的速度为vc=_ ms；小车的加

5、速度大小=_ m/s2 (第二问保留2位有效数字)7某兴趣小组的同学利用如图1所示的实验装置，测量木块与长木板之间的动摩擦因数，图中长木板水平固定实验过程中，打点计时器应接在_(填“直流”或“交流”)电源上，调整定滑轮的高度，使_已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，砝码盘、砝码和木块的加速度大小为a，则木块与长木板之间的动摩擦因数=_实验时，某同学得到一条纸带，如图2所示，每隔三个计时点取一个计数点，即为图中0、1、2、3、4、5、6点.测得每两个计数点间的距离为s1=0.96cm，s2=2.88cm，s3=4.80cm，s4=6.72cm，s5=8.64cm，s

6、6=10.56cm，打点计时器的电源频率为50Hz.计算此纸带的加速度大小a=_ms2，打第4个计数点时纸带的速度大小v=_m/s.(保留两位有效数字)8（1）图甲中游标卡尺的读数是_ cm，图乙中螺旋测微器的读数是_ mm（2）如图丙是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时打出的一条纸带，A、B、C、D、E为该同学在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s由图丙可知，打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为_ m/s，小车的加速度为_ m/s2（结果均保留两位有效数字）9如图所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、

7、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是_ ms2.打F点时小车的速度等于_ ms 10在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间计时器所用电源的频率为50 Hz，下图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位：cm)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4_m/s，小车的加速度大小a_m/s2.11如图所示，某同学在做“研究小车速度随时间变化的规律”的实验

8、中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T0.10 s，其中x17.05 cm，x27.68 cm，x38.33 cm，x48.95 cm，x59.61 cm，x610.26 cm.(得数保留两位有效数字)(1)求计数点3的瞬时速度的大小 _(2)作出小车运动的速度时间图象，由图象求小车运动的加速度 _ 12在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，在放开小车和合上电源开关两个操作中应当先进行的操作是 ()A. 放开小车B. 合上开关C. 放开小车和合上开关同时进行D. 进行哪个步骤都可以13某同学利用如图(a)所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运

9、动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)，从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图(b)所示，打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块开始减速的时刻位于_A计数点5和6之间某时刻B计数点6和7之间某时刻C计数点7和8之间某时刻(2)计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)14在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如下图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、

10、EF、FG间的位移，下列可用来计算打D点时小车速度的表达式是()来源:学。科。网A. x3+x4T B. x3+x42TC. x2+x3+x4+x54T D. x1+x62T15在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为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(A点为第一个点)，相邻计数点间的时间间隔T0.1s.（1）根据_计算各点瞬时速度，则vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s.（2）在坐标系中画出小车的vt图线_，并根据图线求出a_.（3）将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是_16在做“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，取下一段如图所示的纸带研究

11、其运动情况设O点为计数的起始点，在四个连接的计数点中，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s，若物体做理想的匀加速直线运动，则计数点A与起始点O之间的距离x1为_cm，打计数点A时物体的瞬时速度为_ m/s，物体的加速度为_m/s2(结果均保留3位有效数字)详细解析1C【解析】根据打点计时器的构造特点可知，打点计时器是一种计时仪器，每隔相同时间打一次点，因此用一支笔和一块表做成一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，关键是保证每次打点时间间隔相同，至于纸带如何运动不影响其准确性，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】打点计时器是一种计时仪器，每隔相同时间打一次点，因此类比打点计时器的特点

12、可正确解答该题。来源:学+科+网2BCD【解析】电磁打点计时器使用复写纸，电火花打点计时器不用复写纸，A错误；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，C正确；打点计时器不能长时间连续工作，D正确3 0.1 0.445 2.5【解析】因为每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔 T=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小,vB=xAC2T=0.032+0.05720.1=0.445ms 根据匀变速直线运动的推论公式s=aT2 可以求出加速度的大小,在相等的时

13、间内,位移之差恒为x=0.025m ;a=2.5ms2 本题答案是：(1). 0.1 (2). 0.445 (3). 2.54 0.53 0.99【解析】由题可知，每两个相邻计数点的时间间隔为T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则D点的瞬时速度大小等于CE段的平均速度大小，故有：vD=xCE2T=4.76+5.7610-220.1ms=0.53ms。令AB、BC点间的距离为x1，以此类推为x2、x3、x4、x5、x6，根据逐差法可得，x6-x3=3a1T2，x5-x2=3a2T2，2x4-x1=3a3T2，平均加速度为：a=a1+a2+a33，由以上可得：a

14、=x6+x5+x4-x3+x2+x19T2，代入数据解得：a=0.99ms2。5 B; x1 ; x6; 空气阻力，振针的阻力，限位孔的阻力，复写纸的阻力，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等;【解析】（1）在方法A中，根据数学知识可知，g=g1+g2+g3+g4+g55=x6-x15T2，只有x1、x6起作用；方法B：g=g1+g2+g33=x4+x5+x6-x1+x2+x39T2 因此六组数据都起作用，故方法B数据应用充分，更合理一些这样可以减少实验的偶然误差（2）本实验误差的主要来源有：空气阻力，振针的阻力，限位孔的阻力，复写纸的阻力，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等6 交流

15、 220 0.025 0.1 0.20 0.5【解析】（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器所使用的是交流，电磁打点计时器的工作电压是4-6V.电火花打点计时器的工作电压是220V；当电源频率是40Hz时，它每隔T=1f=140s=0.025s打一次点（2）由于相邻的两个计数点之间还有4个点未画出，所以计数点间的时间间隔为T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=xBDtBD=0.0510-0.01200.20.20ms；根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得a=xCD-xBCT2，解得a=0.

16、051-0.029-0.029-0.012012=0.5ms27 交流 细线与长木板平行 mg-m+MaMg 3.0 0.96【解析】（1）电火花计时器使用的交流电源，应接在交流电源上，为了使得绳子的拉力等于木块的合力，应使细线与长木板平行（2）对木块、砝码盘和砝码组成的系统，由牛顿第二定律得mg-Mg=M+ma，解得=mg-m+MaMg；（3）每隔三个计时点取一个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.024=0.08s，根据x=aT2，有：a=s6+s5+s4-s3+s2+s19T2=0.1056+0.0864+0.0672-0.048-0.0288-0.09690.082=3.0

17、ms2在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有：v4=s4+s52T=0.0864+0.067220.08ms=0.96ms8 2.98 5.680 0.34 0.39【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为：2.9cm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为80.1mm=0.8mm=0.08cm，所以最终读数为：2.9cm+0.08=2.98cm；螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为18.00.01mm=0.180mm，所以最终读数为5.5mm+0.180mm=5.680mm。（2）根据匀变速直线运动规律有： 来源:1来源:学_科_网点睛：解

18、决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度；会利用逐差法求加速度的大小。9 1.60； 0.995【解析】每打五个点取一个计数点，又因打点计时器每隔0.02s打一个点，所以相邻两计数点间的时间T=0.1s；根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2 x5-x2=3a2T2 x6-x3=3a3T2 为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：a=13a1+a2+a3=40.65-13

19、.15-13.1590.01=160cms2=1.6ms2 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：vF=EG2T=40.65-20.750.2cms=99.5cms=0.995ms 10 0.405 (2). 0.756【解析】由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小v4=0.1455-0.064520.1=0.405m/s；设0到1之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式x=aT

20、2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2；x5-x2=3a2T2；x6-x3=3a3T2；为了更加准确的求解加速度，对三个加速度取平均值得：a=13（a1+a2+a3）=0.1970-0.0645-0.064590.01m/s2=0.756m/s2点睛：此题关键会根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度求解某点的瞬时速度.11 0.86m/s； a0.63 m/s2(0.620.64 m/s2均可)【解析】（1）计数点3的瞬时速度v3x3+x42T=(8.33+8.95)10-220.10 m/s0.86 m/s

21、.（2）同理可求v1x1+x22T=(7.05+7.68)10-220.10m/s0.74 m/s.v2m/sx3+x22T=(8.33+7.68)10-220.100.80 m/s.v4x5+x42T=(9.61+8.95)10-220.10m/s0.93 m/s.v5x5+x62T=(9.61+10.26)10-220.10m/s0.99 m/s.以纵轴表示速度，以横轴表示时间，描点连线如图所示点睛：本题考查验证小车速度随时间变化的规律，要注意正确应用平均速度公式求解瞬时速度的方法，注意有效数字的保留，同时掌握用图象求解加速度的方法12B【解析】本实验应先接通电源，后释放纸带，这样才能保证

22、纸带的大部分距离上都打上了点，才能充分利用整个纸带，所以两个操作中应当先进行的操作是合上开关，故选B。13 B 1.16【解析】(1) 从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；故B正确；(2) 根据平均速度等于中时刻速度，则有：v6=x572T=0.1101+0.122820.1ms=1.16ms。14BC【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，即可用来计算打D点时小车速度的表达式有x3+x42T和x2+x3+x4+x54T，但x3+

23、x42T比x2+x3+x4+x54T更准确一些，故BC正确，AD错误。15 若时间较短，平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度 3.90 2.64 1.38 13.0 m/s2(12.014.0 m/s2均可) 小车经过A点的速度大小【解析】试题分析：若物体做匀变速直线运动，则时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小；v-t图象中图线的斜率等于小车的加速度大小；根据图线得出与纵轴交点的速度（1）根据一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，打D点时小车的瞬时速度：vD=1.056-0.27620.1ms=3.90ms；打C点时小车的瞬时速度：vC=0.6030-0.075020.1

24、ms=2.64ms；来源:Zxxk.Com打B点时小车的瞬时速度：vB=0.27620.1ms=1.38ms；（2）由上述数据作出小车的v-t图象如图所示：由图象斜率可求得小车的加速度为a=vt=4.0-0.150.3ms2=12.8ms2（3）将图线延长与纵轴相交，交点意义是零时刻小车经过A点的速度16 4.00 0.500 2.00【解析】由匀变速直线运动的特点可得：xAB-x1=xBC-xAB，即10.00-x1-x1=18.00-10.00-10.00-x1解得x1=4.00cm；xA=xOB2T=10.0010-220.1ms=0.500ms；同理vB=xAC2T=18.00-4.0010-220.1ms=0.700ms；故a=vB-vAT=0.700-0.5000.1ms2=2.00ms2