一、探究小车速度随时间变化的规律 训练-2024届高考物理一轮复习力学实验

一、探究小车速度随时间变化的规律——2024届一轮复习高考物理力学实验训练 1.某小组利用图甲所示装置做“研究匀变速直线运动”实验。小车拖动纸带运动，打出的一部分纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，相邻两计数点之间还有4个计时点未画出。 （1）下列操作必要的是________。 A.实验时，让木板倾斜合适角度以平衡摩擦力 B.实验时，先释放小车再接通打点计时器电源 C.实验时，调节定滑轮使连接小车的细线与木板平行 D.实验时，使悬挂钩码的质量远小于小车的质量 （2）在打出计数点3时小车的速度大小为________m/s（结果保留2位有效数字）。 （3）小车运动的加速度大小为________（结果保留2位有效数字）。 2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，电源的频率为50 Hz.实验主要器材有：打点计时器、学生电源、细绳、纸带、钩码、小车、一端带有滑轮的长木板、刻度尺. （1）图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器，其中图乙是_______（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是_______（填“8 V交流电”“220 V交流电”或“六节干电池”）； （2）某同学选取了图甲所示的打点计时器，并按照图丙所示组装实验器材，具体步骤如下： A.断开电源，取下纸带，观察点迹是否清晰 B.把一条细绳拴在小车前端，细绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器的限位孔 C.将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上学生电源 D.换上新纸带，再重复操作两次，选择一条较为理想的纸带，整理实验器材 E.把小车停在靠近打点计时器的地方，先启动打点计时器，再放开小车 请按照实验过程，对上述步骤排序： 3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在低压交流电源上，电源频率为50 Hz，某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出），如图甲所示.从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙.（提示：小车运动过程中中间时刻速度等于该段过程的平均速度） （1）若在图乙xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示关系的图线，其中_______轴相当于v轴，_______轴相当于t轴.（均填“x”或“y”） （2）从计数点A开始计时，为求出时刻的瞬时速度，需要测出_______段纸带的长度. （3）若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为_______. 4.在某次“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如图1所示的纸带，图中0、1、2、3、4、5、6为选定的计数点（每相邻两计数点间有四个点未画出，电源频率为50 Hz）. （1）相邻计数点间的时间间隔______s. （2）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、4、5点对应的瞬时速度进行了计算并填入表中，请你将3点对应的瞬时速度填入表中. 瞬时速度 数值 0.165 0.214 0.314 0.363 （3）在图2所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线. （4）由图像求出小车的加速度______.（保留两位有效数字） （5）若电源频率减小，实验者没有发现，会导致加速度的测量值和真实值相比______.（填“偏大”“不变”或“偏小”） 5.某实验小组利用如图1所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验. （1）按照实验装置图安装好实验器材，打点计时器与50 Hz低压交流电源相连.以下两种测量工具中，不需要的是______. A.毫米刻度尺 B.停表 （2）开始实验时应该______. A.先接通电源再释放小车 B.先释放小车再接通电源 （3）小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带，如图2所示，选取纸带上0、1、2、3、4、5、6作为计数点，每两个计数点之间还有一个计时点.分别测量6个计数点到0计数点之间的距离.设打点计时器的打点周期为T，利用逐差法处理实验数据，并使误差尽量小，则小车的加速度的表达式为______.（用题给字母表示） （4）利用图像法处理数据，以时间t为横坐标，以x与对应的时间t的比值为纵坐标，根据实验数据在坐标系上描点，如图3所示，以打下0计数点为计时起点，根据图像可求出打下0计数点时的速度为______m/s，小车运动的加速度为______.（结果均保留两位小数） （5）若当时电网提供的交变电流的频率大于50 Hz，但该小组的同学并不知道，仍按50 Hz计算，不考虑其他因素导致的实验误差，那么该小组的同