课时作业(6) 实验：探究小车速度随时间变化的规律（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第二章 课时作业(六) 实验:探究小车速度随时间变化的规律 答案精解P (建议用时:40分钟) [基础题组练] B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限 1.(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验 位孔 中,给你以下器材:电磁打点计时器、电池组、纸带、 C.把一条细绳铨在小车上,细绳跨过定滑轮,下面 复写纸、小车、码、细绳、一端附有定滑轮的长木 挂重量适当的糟码 板,其中不需要的器材是 D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小 ,还需要增添的 器材有。 车,然后接通电源 (2)关于“探究小车速度随时间变化的规律”这一实 (3)在实验中得到一条如图所示的纸带,已知电源 (填字母). 频率为50Hz,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s 验,下列说法正确的是 测量出x=4.44cmx=4.78cm,则打下F点时 A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高、一端低 小车的瞬时速度一 m/s.(结果保留两位 B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器 有效数字) C. 应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放 小车 D.打点计时器应接在低压直流电源上 (4)若实验时电源频率大于50Hz.而做实验的同学 E.小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板 并不知道,则打下F点时小车的实际速度 平行 (选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度 E.作二1图像时,应先描点后连线:并且要把描比 3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某 的所有点都连接起来 同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲 2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中 所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数 (1)下列仪器需要用到的有 点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),电 火花计时器接220V、50Hz交变电源.他经过测量 并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点 时小车的瞬时速度如下表; 中火花计时器 刻度尺 A B 对应点 B C D E E 速度(m/s0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 秒表 天平 C D (2)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有错误 甲 的步骤是。 . (1)设电火花计时器的打点周期为T,计算的公 A.将电火花计时器固定在长本板的一端,并接在 式为一 220V交变电源上 (2)根据表中的数据,以A点对应的时刻为1一0,在 .131. 图乙所示坐标系中合理选择标度,作出o-7图像 置关系如图所示,已知该相机的连拍频率是每秒10 tn.) 张,照片与实物的比例为1:10.为了判断该赛车的 运动情况,该同学对整理好的照片进行了研究,词 根据图中数据回答下列问题 0 123 4 5 6 78 9101112131415cm 31 (1)该照相机连拍时,其拍摄周期为T一 # (2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度 二 m/s,在第五个位置的速度 (3)利用该图像求得小车的加速度a一 m/s m/s. (结果保留两位有效数字) (3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度“ (4)如果当时使用交变电流的电压为210V,而做实 m/s. 验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值 6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打 相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”). 点计时器接在50Hz的低压交变电源上,某同学在 4.一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动,现用 打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B 高速摄影机在同一底片上多次暴光,记录下小球卷 C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四 次爆光的位置,并将小球的位置进行编号,如图甲 个点未画出),如图甲所示,从每一个计数点处将纸 所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,以此位置 带剪开分成五段(分别为a、么、c、d、e段),将这五段 作为零时刻,摄影机连续两次暴光的时间间隔均相 纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中 同,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位 如图乙所示,由此可以得到一条表示o-7关系的图 置的速度分别为v=0,v=0.06m/s,v 线,从而求出加速度的大小. .. m/s.u-0.18m/s.-m/s. 在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度一时间图 ABC)F 像(保留描点痕迹):根据图像可求出加速度a m/s.(结果均保留两位有效数字) 甲 乙 +u/(m;') -346 (1)请你在图乙xOy坐标系中用最简洁的方法作出 能表示。-,关系的图线,其中 (选填“x”或 4 “y”)轴相当于v轴,(选填“x”或“y”)轴相 当于轴. 甲 乙 { (2)从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻 [能力提升练 的瞬时速度,需要测出 段纸带的长度 5.某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时,用相机 (3)若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的 连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍,然后他 长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为 把连拍后的照片对应赛道位置排列好,排列好的位 m/s. .132.8.AC解析0一4时间内加速度为正，速度为正，两者方向相 课时作业（六） 同，质点做加速直线运动，选项A正确：~一2时间内加速度 为负，速度为正，两者方向相反，质点做减速直线运动，选项 1解析(1)电磁打点计时器使用低压交流电源，所以不需要的 B错误：一时间内速度为负，加速度为负，两者方向相同， 器材是电池组，为了得到小车的运动规律，还需要刘度尺来 质点做加速直线运动，选项C正确：一七时间内速度为负， 测量计数，点之间的距离，所以还需要低压交流电源、刻度尺 加速度为正，两者方向相反，质点做减速直线运动，选项D (2)长木板不能侧向倾斛，但是可以一端高、一端低，选项A 错误 错误：在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，从而能在 9.BD解析某时刻速度的大小为4m/s,设其方向为正方向， 纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和减小误差， 1s后速度的大小变为10m/s,若方向与正方向相同，则速度 选项B正确：实验中应先接通电源，然后释放小车，选项C正 变化量为△=m一h=10m/s一4m/s=6m/s:若方向与 确：打点计时器应接在低压交流电源上，选项D错误：小车运 动时要保持纸带与打点计时器平而、木板平行，选项E正确； 正方向相反，则速度变化量为△必=边一%=一10/s 4m/s=一14m/s,故速度变化量的大小不可能小于4m/s, 作一：图像时，让尽量多的点落在图线上，不在图线上的点 均匀分布在图线的两侧，描绘成平滑的曲线，不要求所有的 可能大于10m/s,选项A错误，B正确：两种情况下物体的 点都在图线上，远项F错误. 加逢度分到为a=智=6m/d=安=-14m,故如 △ 答累(1)电池组低压交流电源、刻度尺(2)BCE 速度的大小不可能小于4m/s2,可能大于10m/s2,选项C 2解析(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，依 错误，D正确. 据实验原理，需要通过打，点计时器在纸带上打点，借助刻度 10.B解析，点火后即将升空的火箭，尽管速度为零，但速度变 尺来测量长度，从而研究小车的速度与时间的关系，选项A、 化很快，所以加速度很大，选项A错误：加速度是描述速度 B正确. (2)应先接通电源，后放开小车，故步骤D错误」 变化快慢的物理量，所以轿车紧急刹车，速度变化很快，加 速度很大，选项B正确：磁悬浮列车在轨道上匀速行歌，因 (③)打下纸带上F点时小车的瞬时速度为口=，工 2T 此加速度为0，军用喷气式飞机在空中沿直线加速飞行，速 度增加，但是加速度不一定增加，选项C,D错误. 444+4.78×10-2m/s≈0.46m/s 2×0.1 11.BD解析在0一66s内题图图像的斜率越来越小，加速度 (4)若实脸时电源频率大于50Hz,由F,点的瞬时速度表达 越来越小，故海盗快艇做加速度减小的加速运动，选项A 式0==十工f可知，其实际速度大于测量速度 错误：海盗快艇在96s末速度由正变为负，即改变运动的方 2T 2 向，开始掉头逃离，选项B正确，C错误：在96~116s内，根 答案(1)AB(2)D(3)0.46(4)大于 据a=是可得a=85m/g=-075m/,选项D -15-0 3.解析(1)两个相邻计数点的时间间隔1=5T=0.1s, 正确. 计年许的公式为球-“品 12.解析(1)规定罚，点球后球获得的速度的方向为正方向， (2)根据表中数据，利用描点法作出图像如图所示. 罚点球醉间，球的加速度为 ↑m·5） a4=4w=30-0 =0.m/s=300m/g (2)守门员接触球瓣间，球的加速度为 =g=-10-30m/3=-400m/g. △g0.1 即球的加速度的大小为400m/s,方向与球被踢出时的方 向相反 答案(1)300m/s(2)-400m/s 00.10.20.30.40.50.61s 1以暖霸由加造度公式a一岁得 (3)图像斜率大小等于加速度大小，故有 a=0-1,5m/s,a2-0-=-3m/3. △y_0.34-0.1m/g=0.40m/s 0.6 故加速上升的加速度大小为1.5m/s,减速上升的加速度 (4)如果当时电网中交变电流的电压变为210V,而做实验 大小为3m/s2. 的同学并不知道，但频率不变，故打点的周期不变，不影响测 (2)速度一时间图像，如图所示. 量情况，故加速度的测量值与实际值相比不变 m·s) 篮器1)0产(2)见解析图（3)0.40（④）不变 4.解析由题图知，1十=0.06m,而 w-2”m/s=a06m/s 解得T=0.5s 0.12 012345/8 对w=产=没品ms=a12m/ 答累(1)1.5m/s23m/s(2)见解析图 又x4十x%=0.24m ·220 则6=4十至=0.24 变速直线运动有匀加速直线运动和匀减速直线运动，所以物 2T 2X0.5m/s=0.24m/8 体的末速度不一定大于物体的初速度，)和。也不一定都取 根据各，点的瞬时速度，作出一1图像如图所示， 正值，选项C、D错误。 (m·s 0.32 3.C解析根据公式v=h十al,可知火箭的初速度为4m/s, 0.28日 火箭的加速度为2m/s,选项A,B错误：在3s末，火箭的瞬 0.21 0.2(0 时速度为边=(2×3十4)m/s=10m/s,选项C正确：火箭做 0.16由 0.12 加速度为2m/s2的匀加速直线运动，选项D错误. 0.08 0.0用 4.C解损物体的加速度a=g=14m/g=3m/s,到达 3 0051.01.52.02.53.0ie v一t图像的斜率表示加速度，则加速度 C点时的速度r-m+at=(14+3×4)m/s-26m/5,选项 C正确. a=k=g-04m/g=0.12m/g. △2 a 答系0.120.24见解析图0.12 5C层霸飞机停止的时间1=告-碧、=10，因光第125末 飞机的速度为0，逃项C正确. 5.服团1)海秒拍10张照片，则拍摄周期T=。s=0.18 6.A解析汽车在紧急制车时加速度的大小为6m/s2,在2s (2)(3)设题图中前两段的位移为，最后两段的位移为， 内停下来，则a=一6m/s,由匀变速直线运动的速度公式得 玩具赛车在第二个位置的速度为 0=w十at,解得=12m/s,即在2s内汽车速度从12m/s =号=10X520X10 变成O,能正确表示该汽车刹车过程的U-t图像是A项. 2×0.1 -m/s=2.6m/s. 7.AD解扬甲的初速度为3m/s,乙的初速度为1m/s,因此 玩具赛车在第五个位置的速度为 甲和乙的初速度方向相同，大小之比为3：1，选项A正确： 陈=齐=10X4X10 由题图知，在1=4s时，两者的瓣时速度大小不相等，选项B 2×0.1 m/s=3.2m/s, 错误：甲沿正方向做匀减速直线运动，乙沿正方向做匀加速 剩a=达，=2m/5 直线运动，甲的加速度为一0.5m/s,乙的加速度为0.5m/s, 3T 因此甲和乙的加速度方向相反，大小之比为1：1，选项C错 答累(1)0.1(2)2.63.2(3)2 误.D正确. 6.解析(1)分别取a,b、c,de五段的上方中点，并连线，则得到 8.D解析在U-1图像中，图线的斜率表示物体运动的加速 能表示？-1关系的图线，如图所示， 度，由题图可知，0一6s时间内图线的斜率发生了变化，则物 体加速度发生变化，选项A错误：2~3s时间内，速度大小逐 渐增大，物体做加速运动，选项B错误：0一2s内速度一直为 正，第1s末物体的速度方向没有发生改变，选项C错误：物 体在1~3s内做匀变速直线运动，加速度不变，所以第L.5s 末和第2.5s末两个时刻物体的加速度相同，选项D正确. y轴相当于v轴：x轴相当于1轴. 9.A解析设前后两段过程的最大速度为，则匀加速阶段 (2)1=0.15s是BC段的中间时刻，要求1=0.15s时的除时 “=器匀减建阶段a=,,所以加递度大小之比为1：2， 选度，只需要测出b段纸带的长度工，然后用=亭求得的 选项A正确 平均递度即可认为是=0.15s时刻的瞬时速度. (3)a、e段各自中间时刘的速度分别为 10B霸药体的加滤度为a=智-多岩m修=2m?,物 -子=20里=02m/s 体在零时刻的速度为=M一ah=6m/s一2×1m/s= 0.1s 4m/s,选项A错误，B正确：物体在任何1s内速度的变化 4-÷=1设0m-10m/s 量△=at=2×1m/s=2m/s,选项C错误：每1s初和前 0.1s 1s末是同一时刻，速度相等，选项D错误 报据a-岩得a=行=L上02m/g=2m/ 1山.解析(1)以a2加速的过程，由速度公式可得=十a:, 4T 0.4 解得58末的速度为=边一a2ta=20m/s,方向与汽车的 答案(1)见解析图yx(2)b(3)2 运动方向相同： 课时作业（七） (2)以d加速的过程，由速度公式可得=0十a1l1, 1.C解析匀加速直线运动的速度随时间均匀增大，二者呈线 解得a,==4m/s. 性关系，但不一定成正比关系，选项A错误：加速度的正、负 答案(1)20m/s,方向与汽车的运动方向相同(2)4m/s 仅表示加速度的方向与规定的正方向相同还是相反，与是否 12.解析(1)汽车先微匀减速运动，再做匀加速运动，其运动简 为匀减速直线运动无关，选项B错误；匀变速直线运动的速 图如图所示，设汽车从A点开始减速，其运动的初速度 度随时间均匀变化，选项C正确：加速度恒定，初速度与加速 =10m/s,用4表示从A点到达B点经过的时间，汽车 度方向相反的匀变速直线运动，速度就是先减小后增大的， 从B点又开始加速，经过时间到达C点， 选项D错误. 2.B解析运动学公式=W十a1是匀变速直线运动的运动规 则w=2m/s,t=10m/s,且6=之4+=12s, 律，不是任意状态下都可以应用的，选项A错误，B正确：匀 可得t1=8s,l2=4s, ·221·