2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第一册物理（人教版2019）

第二章　匀变速直线运动的研究 2．1　实验：探究小车速度随时间变化的规律 小明同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F 6个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e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，如图所示，由此可以得到一条表示v－t关系的图像，从而求出加速度的大小。 (1)请在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图像； (2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度； (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，请求出加速度的大小。 【答案】 (1)如图所示； (2) b；(3)2.0 m/s2。 【解析】 (1)纸带的长度表示位移，由于每条纸带宽度相同，也就是时间相同，因此长度也表示速度的大小，因此各个顶点连线就可以表示v－t关系的图像。 (2)0.15 s恰好是BC的中间时刻，因此需要测出BC的长度，也就是纸带b的长度。 (3)根据匀变速直线运动的规律Δx＝aT2，由于相邻两段的时间间隔都是0.1 s，可得a＝＝2.0 m/s2。　 1．关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是(　C　) A．打点计时器一般使用4～6 V的直流电源 B．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面 C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 D．最好在接通电源的同时，放开小车 【解析】 打点计时器是一种使用4～6 V交流电源的计时仪器，它是靠通电线圈的磁场与永久磁铁相互作用使振动片做周期性振动而打点计时的，故必须接低压交流电源，A错误；复写纸应安放在纸带的上面，要求纸带运动时，复写纸绕定位轴转动，这样才能打出清晰的点，B错误；释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样才能在纸带上50 cm长度内清楚地取出7～8个计数点(以每打五个点作为一个计数点)，C正确；应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，D错误。 2．利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，所用实验器材较准确的一组是(　B　) A．学生电源、导线、电火花打点计时器、小车、槽码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 B．学生电源、导线、电磁打点计时器、小车、槽码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 C．导线、电磁打点计时器、小车、槽码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 D．学生电源、导线、电磁打点计时器、槽码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 【解析】 使用电火花打点计时器时不能使用学生电源，A错误，B正确；C缺少学生电源，C错误；D缺少小车，D错误。 3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了更准确计算加速度，下列方法合理的是(　D　) A．根据任意两计数点的速度，用公式a＝算出加速度 B．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 C．根据实验数据画出v－t图像，量取其倾角，由公式a＝tan α求出加速度 D．根据实验数据画出v－t图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a＝算出加速度 【解析】 在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，A错误；依据加速度公式，则有a1＝、a2＝、…a5＝，然后算出平均值a，求平均值时，a＝，只用了v6和v1两组数据，偶然误差较大，B错误；根据实验数据画出v－t图像，当纵坐标取不同的标度时，图像的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a＝tan α算出的数值并不是加速度，C错误；因为在物理图像中，两坐标的分度可以任意选取，根据同一组数据，在不同的坐标系中，可以作出倾角不同的图像，而物体的加速度是一个定值，因此只有在同一坐标系中，才能通过比较倾斜程度的方法，比较加速度的大小，但不能用tan α计算加速度。只有利用实验数据画出的v－t图像，才能充分利用各次的数据减小偶然误差，D正确。 4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法不正确的是(　C　) A．纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 B．使用刻度尺测量长度时，要进行估读 C．作v－t图像时，所描曲线必须经过每一个点 D．在数据处理时，常用公式法和图像法 【解析】 实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，A正确；使用刻度尺测量长度时，要进行估读，B正确；作v－t图像时，应使尽量多的点落在线上，离线较远的点舍弃，C错误；处理数据时，常选择公式法和图像法，D正确。 5．(多选)在“探究小车速度随时间变化的