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微专题1 测量速度的常见方法
1.(2021·江苏新沂一中月考)在“探究物体速度随时间变化规律”的实验中,把纸带的下端固定在重物上,纸带穿过打点计时器,上端用手提着,接通电源后释放纸带,被打点的纸带上有一段如图所示,0、1、2、3、4为连续的计数点,相邻计数点间还有四个打点未画出.则( )
A.实验时,纸带的右端与重物相连
B.实验中应分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离
C.2点的瞬时速度只可用0、4两点间的平均速度粗略表示
D.1、3两点间的平均速度比0、4两点间的平均速度更接近2点的瞬时速度
D 解析:纸带从左到右点间距逐渐增加,可知实验时,纸带的左端与重物相连,选项A错误;实验中要计算某计数点的速度,只需要测出与该点相邻的两计数点间的距离即可,选项B错误;2点的瞬时速度可用0、4两点间的平均速度粗略表示,也可用1、3两点间的平均速度粗略表示,但是1、3两点间的平均速度比0、4两点间的平均速度更接近2点的瞬时速度,选项C错误,D正确.
2.(多选)在利用光电计时器测瞬时速率时,已知固定在滑块上的遮光板的宽度为2.00 cm,遮光板经过光电门的遮光时间为16 ms,下列说法正确的是( )
A.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为0.125 m/s
B.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为1.25 m/s
C.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率,应选更宽的遮光板
D.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率,应尽量减少遮光时间
BD 解析:遮光板经过光电门的平均速度可以表示滑块经过光电门的瞬时速度,则v== m/s=1.25 m/s,故A错误,B正确;遮光板宽度越小,遮光时间越短,平均速度越接近瞬时速度,故C错误,D正确.
3.一打点计时器所用电源的频率是50 Hz.如图所示,纸带上的A点先通过计时器,A、B间历时________ s,从A点到B点纸带位移为________ m,这段时间内纸带运动的平均速度是________ m/s,打B点时的速度是________ m/s.
答案:0.04 2.80×10-2 0.70 0.95
解析:A、B间的时间是Δt=2T=2×0.02 s=0.04 s,位移xAB=1.20 cm+1.60 cm=2.80×10-2 m,平均速度 AB= = m/s=0.70 m/s,打B点时的瞬时速度近似为B左侧点到C点的平均速度,即vB= m/s=0.95 m/s.
4.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器便可自动记录遮光时间Δt.现测得遮光条的宽度为Δx,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,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
A 解析:由v= 可知,当Δt→0时, 可看成物体的瞬时速度,Δx越小,Δt也就越小, 越接近瞬时速度,A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,只能提高测量平均速度的准确度,不能使平均速度更接近瞬时速度,B错误;使滑块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门的速度更小,时间更长,C错误;增大气垫导轨与水平面的夹角,如果滑块离光电门近,也不能保证滑块通过光电门的时间短,D错误.
5.(2021·云南玉溪模拟)在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图所示,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被测物体的速度.某时刻测速仪发出超声波,同时汽车在离测速仪355 m处开始做匀减速直线运动.当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车在离测速仪335 m处恰好停下(已知声速为340 m/s),则汽车在这20 m位移内的平均速度为( )
A.5 m/s B.10 m/s
C.15 m/s D.20 m/s
B 解析:汽车做匀减速运动,且汽车在与超声波相遇前后运动的时间相等,则根据匀变速直线运动规律可知,两段时间内的位移之比一定为3∶1;则可知,在与超声波相遇时,汽车前进的距离为:x=20× m=15 m,故超声波与汽车相遇时前进的距离为:s=355 m-15 m=340 m,因此可知,前进运动20 m的总时间为:t=2× =2× s=2 s,汽车的平均速度为 = = m/s=10 m/s.
6.(2021·河南洛阳模拟)汽车在高速公路上超速是非常危险的,为防止汽车超速,高速公路都装有测汽车速度的装置.如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图,测速仪A可发出并接收超声波信号,根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度.如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点,测速仪连续发出的两个超声波信号的xt图像,则( )
A.汽车离测速仪越来越近
B.在测速仪发出两个超