2018-2019學(xué)年高中物理 專題2.1 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系練習(xí) 新人教版必修1.doc
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2.1 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系 1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中重要的物理實(shí)驗(yàn)儀器,如圖中甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的 , 乙圖是______ 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,所接電源為頻率為50Hz的______ 電源時(shí)填直流或交流,每隔______ s打一次點(diǎn). 在某次實(shí)驗(yàn)中,物體拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如圖丙所示,紙帶上每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)未畫出按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中用直尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示單位: 在計(jì)數(shù)點(diǎn)1所代表的時(shí)刻,紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度為 ______ ,物體的加速度 ______ 保留兩位有效數(shù)字該同學(xué)在測(cè)量的時(shí)候沒有將計(jì)數(shù)點(diǎn)5的數(shù)值記錄下來,根據(jù)前面的數(shù)值可以推算出計(jì)數(shù)點(diǎn)5到0點(diǎn)的距離為______ cm. 【答案】 電火花;交流;0.02;0.18;0.75;14.50 【解析】 點(diǎn)1的瞬時(shí)速度. 因?yàn)?,,,? 可知連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差, 根據(jù),得. , 所以計(jì)數(shù)點(diǎn)5到0點(diǎn)的距離為. 2.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟,按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解,在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容,然后按實(shí)際操作的合理步驟,將各步驟的字母代號(hào)順序?qū)懺诳瞻滋帯? A.在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線,導(dǎo)線的另一端分別接在50 Hz的低壓________ (填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上; B.把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上,讓紙帶穿過________(填“插孔”或“限位孔”),并壓在________(填“白紙”或“復(fù)寫紙”)下面; C.用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離Δx; D.切斷電源,取下紙帶,如果共有6個(gè)清晰的點(diǎn),則這段紙帶記錄的時(shí)間Δt=______; E.打開電源開關(guān),再用手水平地拉動(dòng)紙帶,紙帶上打下一系列小點(diǎn); F.利用公式計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度。 實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_______________。 【答案】 交流;限位孔;復(fù)寫紙;0.1s;BAEDCF; 【解析】 【點(diǎn)睛】 要熟練正確的使用基本實(shí)驗(yàn)儀器,并能正確進(jìn)行誤差分析,對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要加強(qiáng)動(dòng)手操作能力,知道兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別,正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 3.某同學(xué)做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí),得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示,在紙帶上依次選出7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)記為O、A、B、C、D、E和F,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50 Hz。測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1=2.05 cm、x2=2.35 cm、x3=2.46 cm、x4=2.70 cm、x5=2.90 cm、x6=3.10 cm。 (1)打D點(diǎn)時(shí)紙帶的速度表達(dá)式為vD=__________,速度值vD=_______m/s(保留三位有效數(shù)字)。 (2)請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出小車運(yùn)動(dòng)的v–t圖象__________。 (3)由v–t圖象知小車在做____________運(yùn)動(dòng)。 【答案】 ;0.280;勻加速直線 【解析】 正確描點(diǎn)連線作圖如下: (3)在v-t圖像中斜率表示加速度,從圖像上可以看出加速度不變,所以小車做勻加速運(yùn)動(dòng)。 4.(1)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,給你以下器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電池組、紙帶、復(fù)寫紙、小車、鉤碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板,其中不需要的器材是________,還需要增添的器材有________。 (2)關(guān)于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”這一實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是________。 A.長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜,也不能一端高一端低 B.在釋放小車前,小車應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 C.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車 D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在低壓直流電源上 E.小車運(yùn)動(dòng)時(shí)要保持紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面、木板平行 【答案】 電池組低壓交流電源、刻度尺BCE 【解析】 【點(diǎn)睛】 正確解答本題需要掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用以及簡(jiǎn)單構(gòu)造等,明確《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》實(shí)驗(yàn)中一些簡(jiǎn)單操作細(xì)節(jié)、實(shí)驗(yàn)的過程和步驟等. 5.做變速運(yùn)動(dòng)的小車,牽引一條紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,交流電源的頻率是50Hz,由紙帶上打出的某一點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶,如圖所示,每一段紙帶的一端與x軸相重合,與y軸平行放置,將紙帶貼在坐標(biāo)系中。 (1)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)的小車,相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移存在某種關(guān)系,請(qǐng)你仔細(xì)研究圖像,找出這一關(guān)系; (2)請(qǐng)畫出小車的v-t圖象; (3)根據(jù)圖象求出其加速度大小。 【答案】 ⑴?x=aT=7.8mm ⑵略⑶0.78m/s 【詳解】 (1)由圖中所標(biāo)紙帶每段位移的大小,可知在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差分別是:8mm,7mm,8mm,8mm,8mm,取平均值可得△y=7.8mm. (2)由圖中的x軸作為時(shí)間軸,以紙帶的寬度表示相等的時(shí)間間隔T=0.1s,每段紙帶最上端中點(diǎn)對(duì)應(yīng)v軸上的速度恰好表示每段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即vn=yn/T;因此可以用紙帶的長(zhǎng)度表示每小段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,將紙帶上端中間各點(diǎn)連接起來,可得到v-t圖象,如圖所示. (3)根據(jù)△y=aT2得:小車加速度. 【點(diǎn)睛】 解決本題的關(guān)鍵掌握勻加速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.以及掌握在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量,△x=aT2. 6.用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。 b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c.通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5…… d.以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖3所示。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你完成下列任務(wù): (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有____________和___________(填選項(xiàng)前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz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(含砝碼) (2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出v-t圖像_____________。 (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其依據(jù)是___________。v-t圖像斜率的物理意義是______________________。 (4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從理論上講,對(duì)△t的要求是______(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從實(shí)驗(yàn)的角度看,選取的△x大小與速度測(cè)量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 (5)早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí),為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”,反復(fù)做了上百次,驗(yàn)證了他的猜想。請(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí),分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的_____________________。 【答案】 AC如圖所示: 小車的速度隨時(shí)間均勻變化 加速度越小越好有關(guān)如果小球的初速度為0,其速度,那么它通過的位移x∝t2。因此,只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間,就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。 其中C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T,縱坐標(biāo)為 (3)結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時(shí)間均勻變化,所以小球做勻加速運(yùn)動(dòng),圖像的斜率代表了運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度 點(diǎn)睛:本題考查了速度與與時(shí)間得關(guān)系,速度沒有辦法直接測(cè)量,所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換成我們能夠測(cè)量的量,然后在來驗(yàn)證速度與時(shí)間得關(guān)系。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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