第2章 第4节 科学测量 做直线运动物体的瞬时速度-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (鲁科版)

物理 必修第一册 LK 1 4 第4节 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 刷基础 2 1.[陕西西安交大附中2023高一上月考] 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 ）. 图1 （1）相邻计数点对应间隔的时间_____ . 0.1 解析 电源频率为 ,每相邻两计数点间有四个点未画出,则相邻计数点对应间隔的时间 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 3 （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 [答案] 0.263 解析 利用平均速度等于中间时刻瞬时速度可得,打第3点时小车的瞬时速度大小为 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 4 （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. 图2 题型1 用打点计时器测速度、加速度 5 [答案] 见解析 解析 根据题表中数据,作出 图像,如图所示. 题型1 用打点计时器测速度、加速度 6 （4）由图像求出小车的加速度______ .（结果保留两位有效数字） 0.53 解析 图像的斜率表示加速度,则 . （5）若电源频率减小，实验时仍按 计算，则加速度的测量值和真实值相比______ （填“偏大” “不变” 或“偏小”）. 偏大 解析 若电源频率减小,实验时仍按 计算,则用于计算的频率偏大,计算的时间偏小,而速度变化 量不变,根据 可知,加速度的测量值和真实值相比偏大. 题型1 用打点计时器测速度、加速度 7 关键点拨 用平均速度 表示中间时刻的瞬时速度,可以求出纸带上各点的瞬时速度大小；采 用描点法作出 图像,图像的斜率表示加速度,纵截距表示开始计时时小车的速度. 题型1 用打点计时器测速度、加速度 8 2.[湖北重点高中智学联盟2023高一上联考] 某学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的 点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图甲所示. 甲 （1）常见的打点计时器有两种：电火花打点计时器和电磁打点计时器，它们使用的都是______ 电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为时，每隔______ 打一个点. 交流 0.02 解析 电火花打点计时器和电磁打点计时器，它们使用的都是交流电源.当电源频率为 时， 每隔 打一个点. 题型1 用打点计时器测速度、加速度 9 （2）关于本实验，下列说法正确的是___. D A.释放纸带的同时，接通电源 B.先释放纸带，后接通电源 C.电磁打点计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电压的高低 D.打点计时器连续工作时间很短，应注意打点结束之后要立即关闭电源 E.电火花打点计时器应接在低压交流电源上才能正常工作 题型1 用打点计时器测速度、加速度 10 解析 由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带 上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放纸带，故A、B错误；电磁打 点计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电压的频率，故C错误；打点计时器连续工作时 间很短，应注意打点结束之后要立即关闭电源，故D正确；电火花打点计时器应接在 交流电 源上才能正常工作，故 错误. 题型1 用打点计时器测速度、加速度 11 乙 （3）该小组同学在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如 图乙所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上、、 、、、和 ，每相邻的两个计数点间还有四个点未画 方法1：由，，，， ，取平均值 ； 方法2：由，， ，取平均值 . 从数据处理方法看，在、、、、、 中，对实验结果起作用的数据，方法1中有_____ ___，方法2中有________________________.因此，选择方法___（填“1”或“2”）更合理，代 入数据得加速度的大小______ . 、 、、、、、 2 1.58 出，打点计时器所用电源的频率是.该小组同学用两种方法处理数据（ 为相邻两个计数点 对应间隔的时间） 题型1 用打点计时器测速度、加速度 12 解析 对于方法1，将的表达式代入的表达式可得 ，所以方法1中起作用的数据 有、.对于方法2，将的表达式代入的表达式可得 ，所以方法2 中起作用的数据有、、、、、 .方法2充分利用了所测得的数据，相比方法1误差较 小，所以方法2更合理.由题意可知相邻两个计数点间隔的时间为 ，将数据 代入方法2的表达式可得 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 13 （4）计算打计数点时小车的速度大小_______ .（计算结果均保留三位有效数字） 0.518 解析 打计数点时小车的速度等于打、 两点间的平均速度，即 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 14 3.[广东实验中学2024高一上期中] 某同学利用如图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的 运动规律.物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上 （尚未到达滑轮处）.从纸带上便于测量的点开始（其中第“1”点先打下），每5个点取1个计数 点，相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为 . 甲 乙 题型1 用打点计时器测速度、加速度 15 （1）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点___和___之间某时刻开始减速. 6 7 解析 从纸带上的数据分析可知，在计数点1到6之间，相邻两点之间的位移差接近 ，做匀加 速直线运动，计数点7到11之间，相邻两点之间的位移差接近 ，做匀减速直线运动，所以物 块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速. （2）计数点9对应的速度大小为______ .（保留两位有效数字） 0.76 解析 根据纸带有 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 16 （3）物块减速运动过程中加速度的大小为_____ .（保留两位有效数字） 2.0 解析 由纸带可知，物块做减速运动过程中加速度大小为 . （4）物块在加速阶段，如果以（表示位移，表示时间）为纵坐标、以 为横坐标作图像，得 到的图像的斜率为 ，则加速度大小为____（用字母符号表示）. 解析 根据纸带数据可知，物块在加速阶段，相邻两点之间的位移差接近 ，做匀加速直线运 动，由可得,在图像中，斜率，可得 . 题型1 用打点计时器测速度、加速度 17 4.如图甲所示，小车开始在水平玻璃板上运动，后来在薄布上做减速运动.某同学用打点计时器记 录小车的运动情况，所打出的纸带及相邻两点间的距离（单位： ）如图乙所示，纸带上相邻两 点间对应间隔的时间为 . 甲 乙 题型2 实验方案创新 18 （1）计算打点计时器打出点2、3时小车的速度大小，填入表中. 计数点序号 1 2 3 4 5 速度 0.75 ______ ______ 0.45 0.35 0.65 0.55 解析 打点计时器打出点2、3时小车的速度大小分别为 、 . 题型2 实验方案创新 19 （2）在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的 图像. [答案] 见解析 解析 以速度为纵坐标、时间为横坐标建立平面直角坐标系,用描点法作出小车在薄布上做减速运 动的 图像.将图线延长,使其与纵轴相交,如图所示. （3）求出小车在玻璃板上的运动速度大小. [答案] 解析 由图像可知,小车做减速运动的初速度大小,即小车在玻璃板上的运动速度大小,为 . 题型2 实验方案创新 20 5.[江西鹰潭一中2023高一上期中] 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，某同学在打出的纸带上共取了、、、、、 六个 计数点（每相邻两个计数点间有四个点未画出），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 坐标系中， 如图乙. 甲 乙 题型2 实验方案创新 21 （1）若在图乙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 轴， ___轴相当于轴.（均填“”或“ ”） 解析 由题意可知相邻计数点间隔的时间相等,利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知剪下的 每一段纸带的中间时刻速度与纸带的长度成正比,若在题图乙坐标系中作出能表示 关系的 图线,则轴相当于轴,轴相当于 轴. （2）从计数点开始计时，为求出 时刻的瞬时速度，需要测出___段纸带的长度. 解析 每相邻两个计数点间有四个点未画出,可知相邻计数点间隔的时间为 , 从计数点开始计时,时刻为 段的中间时刻,利用平均速度表示中间时刻的瞬时速度,可知为 求出时刻的瞬时速度,需要测出 段纸带的长度. 题型2 实验方案创新 22 （3）若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为 ，则可求出加速度的大小为___ . 2 解析 若测得段纸带的长度为,段纸带的长度为,从计数点 开始计时,则有 , ,则加速度的大小为 . 题型2 实验方案创新 23 方法总结 本题使用等效替代法处理实验数据,每条纸带的长度 ,因为剪断的纸带长度等于计 数点间的距离,所对应的时间均为 ,纸带的长度之比等于此段纸带所表示的平均速度之比,故纸 带的平均速度等于打下这段纸带首、尾两点的中间时刻的瞬时速度,根据加速度的定义式求出加速 度的大小. 题型2 实验方案创新 24 $$