第一章 课时跟踪练5 探究小车速度随时间变化的规律（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练5　探究小车速度随时间变化的规律 基础应用练 1．(2021·天津卷)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，如图所示。依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6。 (1)写出小球在位置1的速度表达式v＝________。 (2)要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式a＝______________。 (3)在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是________(填“偶然”或“系统”)误差。 答案：(1)　(2)　(3)偶然 解析：(1)匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于平均速度，所以1位置的速度v1＝。 (2)利用逐差法求解加速度，则x4－x1＝3a1T2，x5－x2＝3a2T2，x6－x3＝3a3T2，解得加速度为a＝＝。 (3)读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。 2．(2022·天津滨海新区模拟)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动的规律。某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz。测出A点到B、C、D、E点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4，以打A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值，并作出-t图像如图丙所示。 (1)实验中下列措施必要的是________。(填正确答案标号) A．打点计时器接220 V交流电源 B．平衡小车与长木板间的摩擦力 C．细线必须与长木板平行 D．小车的质量远大于钩码的质量 (2)由图丙求出小车加速度a＝______m/s2，打A点时小车的速度vA＝________m/s。(结果均保留2位有效数字) (3)若计时器工作频率大于50 Hz，则根据表达式和题中数据计算出v3的结果比实际值________(填“相等”“偏大”或“偏小”)。 答案：(1)C　(2)5.0　0.40　(3)偏小 解析：(1)电磁打点计时器接4～6 V交流电源，A错误；实验时不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，B错误；细线必须与长木板平行，C正确；实验中小车做匀加速运动即可，小车的质量没必要远大于钩码的质量，D错误。 (2)根据x＝v0t＋at2可得＝v0＋at，由图像可知：v0＝vA＝0.40 m/s；a＝2k＝2× m/s2＝5.0 m/s2。 (3)若计时器工作频率大于50 Hz，则相邻计数点间的时间间隔T减小，根据v3＝可知，实际值偏大，所以按照题中给定的数据计算出v3的结果比实际值偏小。 素养提升练 3．(2022·北京海淀模拟)如图甲所示的是记录小车某一次运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，而相邻计数点间还有4个点未画出。打点计时器所接电源频率为50 Hz。 (1)根据__________________________可以判定小车做匀加速运动。 (2)根据运动学公式可求得vB＝______m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。 (3)利用求得的数值在图乙坐标系中作出小车的v-t图线(打A点时开始计时)，并根据图线求出小车运动的加速度a＝____m/s2。 (4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是______m/s，则此速度的物理意义是__________________________________________。 (5)描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δs大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)。 答案：(1)相邻相等时间间隔内的位移差相等　(2)1.38　2.64　3.90　(3)见解析图　12.6　(4)0.12　打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度　(5)越小越好　有关 解析：(1)由纸带上的点可以看出sAB＝7.5 cm，sBC＝20.1 cm，sCD＝32.7 cm，sDE＝45.3 cm，sDE－sCD＝sCD－sBC＝sBC－sAB＝12.6 cm，相邻相等时间间隔内的位移差相等，所以小车做匀加速直线运动。 (2)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vB＝＝ m/s＝1.38 m/s，vC＝＝ m/s＝2.64 m/s，vd＝＝ m/s＝3.90 m/s。 (3)作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其均