2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-2024-2025学年高一物理精剖细解讲义（人教版2019必修第一册）

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 ——精剖细解学习讲义 知识点1：探究小车速度随时间变化的规律 1、实验目的 练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。 通过实验探究，学会如何从实验中获取数据。 掌握利用公式Δx＝aT判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 掌握利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度的方法。 根据探究小车速度随时间变化的规律画出小车运动的v－t图象，利用图象求加速度。 2、实验原理 ①利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 ②用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。 3、实验器材 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。 4、实验装置图 5、实验步骤 ①把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 ②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。 ③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 ④断开电源，换上新纸带，重复实验两次。 ⑤增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 6、数据处理 ①从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点作为计时起点。 ②为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即计数点的时间间隔为T＝0.1 s。如下图所示。 ③正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3…，并填入设计的表格中，如下表所示。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 x/m (dn－dn－1)/m v/(m·s－1) ④用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. ⑤用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝＝。 ⑥根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描点，根据所描的点做一条直线，如下图所示，通过图像的斜率求解物体的加速度。图像和纵坐标轴的交点表示开始计时小车的速度——初速度。 7、误差分析 ①根据纸带，使用刻度尺测量计数点的位移有误差。 ②木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。小车运动时加速度有变化造成误差，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。 ③电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔T不完全相等。 ④纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 ⑤用作图法，作v－t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。 8、注意事项 ①纸带、细绳要和木板平行，小车运动要平稳。释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。 ②实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。 ③选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕。对纸带进行测量时，应测量出各个计数点到起始点O之间的距离。 ④在小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 ⑤在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，要避免所描点过密或过疏，描点连线时不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。 ⑥不需要平衡摩擦力；不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量。 ⑦区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为。 ⑧实验中的读数问题：刻度尺的精度为1mm，读数时应估读到0.1mm。刻度尺的读数要估读到毫米的下一位。 ⑨有效数字的位数：在一个数中，自左向右，从第一个不为零的数字起，到右边最末一位数字止(包括末位数为零的数字)，共有几个数字，就是几位有效数字。 9、实验改进 ①实验器材及速度的测量方法的改进如下图所示： ②获得加速度方法的改进，长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)来代替用重物的拉力获得加速度，如下图所示： ③计时方法的改进，采用频闪照相法和滴水法获得两点间的时间间隔来代替打点计时器，如下图所示： 单选题 1．在“研究匀变速直线运动”实验中，某实验小组实施了以下实验步骤，其中有错误的步骤是(　　) A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路 B．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面 C．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复两次 D．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的起始点下面记作0，第六个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离，根据公式求出a 2．关于打点计时器打出的纸带,下列叙述错误的是( ) A．点迹均匀,说明纸带做匀速运动 B．点迹变稀,说明纸带做加速运动 C．点迹变密,说明纸带做加速运动 D．相邻两点间的时间间隔相等 3．如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为，要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是（　　） A．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 B．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 C．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 D．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 4．在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 5．物体在做直线运动时，一定随时间增大的是（　　） A．位移 B．速度 C．路程 D．加速度 6．物体沿直线运动，下列说法中正确的是（  ） A．若物体某1秒内的平均速度是5 m/s，则物体在这1 s内的位移一定是5 m B．若物体在第1 s末的速度是5 m/s，则物体在第1 s内的位移一定是5 m C．若物体在10 s内的平均速度是5 m/s，则物体在其中1 s内的位移一定是5 m D．物体通过某位移的平均速度是5 m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5 m/s 7．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大 A． B． C． D． 实验题 8．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：    （1）打点计时器是利用 （填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为 伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 ；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 9．下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。 （1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s， （2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m，A、B两点间的时间间隔为 s；C点对应的速度是 m/s（计算结果保留三位有效数字），加速度为 m/s2。 10．（1）电磁打点计时器使用的电源是 （填“交流”或“交流”）电源，电源频率为时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 s。 （2）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C…五个点进行研究，这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。可求出A、C间的距离为 。 （3）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： （a）下列操作中正确的有 ； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 （b）某同学用如图（a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为： Ⅰ．打点计时器打下C点时小车的速度大小为 ； Ⅱ．由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 。 11．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点，相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为。    （1）实验时纸带的 （填“左”或“右”）端是和小车相连的； （2）根据图甲纸带上的数据，算出打点时小车的瞬时速度大小，并将值填入下表中，结果保留3位有效数字； 计数点 B C D 速度 （3）以点为计时起点，将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 （保留2位有效数字），图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。    12．一个小球沿斜面向下运动，用每隔(1/10)s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示．即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为(1/10)s，测得小球在几个连续相等时间内位移数据见下表： x1/cm x2/cm x3/cm x4/cm 8.20 9.30 10.40 11.50 (1)小球在相邻的相等时间内的位移差 (填“相等”或“不相等”)，小球运动的性质属 直线运动． (2)沿斜面向下小球第三个位置速度为 m/s，小球的加速度为 m/s2．（答案保留三位有效数字） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 ——精剖细解学习讲义 知识点1：探究小车速度随时间变化的规律 1、实验目的 练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。 通过实验探究，学会如何从实验中获取数据。 掌握利用公式Δx＝aT判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 掌握利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度的方法。 根据探究小车速度随时间变化的规律画出小车运动的v－t图象，利用图象求加速度。 2、实验原理 ①利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 ②用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。 3、实验器材 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。 4、实验装置图 5、实验步骤 ①把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 ②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。 ③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 ④断开电源，换上新纸带，重复实验两次。 ⑤增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 6、数据处理 ①从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点作为计时起点。 ②为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即计数点的时间间隔为T＝0.1 s。如下图所示。 ③正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3…，并填入设计的表格中，如下表所示。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 x/m (dn－dn－1)/m v/(m·s－1) ④用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. ⑤用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝＝。 ⑥根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描点，根据所描的点做一条直线，如下图所示，通过图像的斜率求解物体的加速度。图像和纵坐标轴的交点表示开始计时小车的速度——初速度。 7、误差分析 ①根据纸带，使用刻度尺测量计数点的位移有误差。 ②木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。小车运动时加速度有变化造成误差，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。 ③电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔T不完全相等。 ④纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 ⑤用作图法，作v－t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。 8、注意事项 ①纸带、细绳要和木板平行，小车运动要平稳。释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。 ②实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。 ③选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕。对纸带进行测量时，应测量出各个计数点到起始点O之间的距离。 ④在小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 ⑤在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，要避免所描点过密或过疏，描点连线时不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。 ⑥不需要平衡摩擦力；不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量。 ⑦区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为。 ⑧实验中的读数问题：刻度尺的精度为1mm，读数时应估读到0.1mm。刻度尺的读数要估读到毫米的下一位。 ⑨有效数字的位数：在一个数中，自左向右，从第一个不为零的数字起，到右边最末一位数字止(包括末位数为零的数字)，共有几个数字，就是几位有效数字。 9、实验改进 ①实验器材及速度的测量方法的改进如下图所示： ②获得加速度方法的改进，长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)来代替用重物的拉力获得加速度，如下图所示： ③计时方法的改进，采用频闪照相法和滴水法获得两点间的时间间隔来代替打点计时器，如下图所示： 单选题 1．在“研究匀变速直线运动”实验中，某实验小组实施了以下实验步骤，其中有错误的步骤是(　　) A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路 B．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面 C．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复两次 D．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的起始点下面记作0，第六个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离，根据公式求出a 【答案】C 【详解】A. 把附有滑轮的长木板放在实验桌上，由于小车通过细绳连接重物且跨过定滑轮，所以要使滑轮伸出桌面，为了更好地利用纸带的长度，所以把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，故A项与题意不相符； B. 再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，为了使得小车的速度不会太快，所以下边挂上合适的钩码且每次必须由静止释放小车，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面，故B项与题意不相符； C. 把小车停在靠近打点计时器处，接通交流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复两次，故C项与题意相符； D.为了减小测量误差，应去掉开头比较密集的点和每5个点取一计数点，故D项与题意不相符． 2．关于打点计时器打出的纸带,下列叙述错误的是( ) A．点迹均匀,说明纸带做匀速运动 B．点迹变稀,说明纸带做加速运动 C．点迹变密,说明纸带做加速运动 D．相邻两点间的时间间隔相等 【答案】C 【详解】A. 点迹均匀，说明点间距相同，时间也相同，故是匀速运动，故A正确； B. 点迹变稀，说明相同时间间隔内的位移不断增加，物体加速运动，故B正确； C. 点迹变密，说明相同时间间隔内的位移不断减小，故做减速运动，故C错误； D. 当交流电频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点，相邻两点间的时间间隔相等，故D正确． 故选C． 3．如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为，要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是（　　） A．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 B．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 C．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 D．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 【答案】B 【详解】AB．平均速度 当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度，所以时间越短，位移越小，平均速度越接近瞬时速度，误差越小，A错误B正确； CD．平均速度 当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度， 但是当 无限趋近于零时，不是接近E点的位置，而是远离，所以误差越来越大，CD错误。 故选B。 4．在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】B 【详解】①②③由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，①③错误②正确。 ④在直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的，④正确。 故选B。 5．物体在做直线运动时，一定随时间增大的是（　　） A．位移 B．速度 C．路程 D．加速度 【答案】C 【详解】物体做直线运动可以做匀速直线运动或匀加速直线也可以是一般的变速运动；故速度、加速度均可能不变；物体若做往返运动，则位移也可能不变；只有路程一定会增大。 故选C。 6．物体沿直线运动，下列说法中正确的是（  ） A．若物体某1秒内的平均速度是5 m/s，则物体在这1 s内的位移一定是5 m B．若物体在第1 s末的速度是5 m/s，则物体在第1 s内的位移一定是5 m C．若物体在10 s内的平均速度是5 m/s，则物体在其中1 s内的位移一定是5 m D．物体通过某位移的平均速度是5 m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5 m/s 【答案】A 【详解】A、物体某1秒内的平均速度是5m/s，根据知，物体在这1s内的位移一定是5m，所以A选项是正确的； B、物体在第1s末的速度是5m/s，这段时间内的平均速度不一定等于5m/s，则在这1s内的位移不一定是5m，故B错误； C、物体在10s内的平均速度是5m/s，在其中1s内的平均速度不一定等于5m/s，则位移不一定等于5m，故C错误； D、物体通过某位移的平均速度是5m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度不一定是2.5m/s，故D错误； 所以A选项是正确的. 【点睛】根据去求物体的位移，某段时间内的位移除以这段时间就是这段时间内平均速度． 7．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】同一打点计时器打出的四条纸带，点迹间的时间间隔相等，设为T．根据逐差相等公式△x=aT2可知，点迹间位移差△x越大，加速度越大，据图可以看出，A图的点与点之间的距离差最大，故A的加速度最大．故A正确、BCD错误．故选A． 【点睛】打点计时器打点的时间间隔是相等的，观察纸带上点间的距离，根据物理规律解决问题．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用． 实验题 8．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：    （1）打点计时器是利用 （填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为 伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 ；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【答案】 交流 0.02 220 AC/CA BD/DB 【详解】（1）[1]打点计时器是利用交流电源进行的计时仪器。 [2]若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点。 [3]电火花打点计时器所用电压为220伏。 （2）[4] AB．必须使用的有电压合适的交流电源，使打点计时器能正常工作，A正确，B错误； C．纸带上计数点间的距离需要测量，因此必须使用刻度尺，C正确； D．打点计时器记录了时间，因此不需要秒表，D错误； E．钩码和小车都不需要测量质量，因此不需要天平，E错误。 故选AC。 （3）[5] A．先释放小车，再接通电源，这样在纸带上会打出很少的点，纸带的利用率很低，会产生较大的实验误差，A错误； BD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，纸带会得到充分的利用，纸带上会得到更多的数据，以减小实验误差，BD正确； C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处，纸带上会打出很少的点，会增大实验误差，C错误。 故选BD。 9．下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。 （1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s， （2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m，A、B两点间的时间间隔为 s；C点对应的速度是 m/s（计算结果保留三位有效数字），加速度为 m/s2。 【答案】 0.02 0.0070 0.1 0.100 0.200 【详解】（1）[1]已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 （2）[2]从图中读出A、B两点间距s=0.70 cm =0.0070m。 [3]纸带上每两个相邻计数点间有四个点没有画出，A、B两点间的时间间隔为 [4]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得C点对应的速度是 [5]由，可得加速度为 10．（1）电磁打点计时器使用的电源是 （填“交流”或“交流”）电源，电源频率为时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 s。 （2）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C…五个点进行研究，这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。可求出A、C间的距离为 。 （3）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： （a）下列操作中正确的有 ； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 （b）某同学用如图（a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为： Ⅰ．打点计时器打下C点时小车的速度大小为 ； Ⅱ．由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 。 【答案】 交流8V 0.1 3.15 AC/CA 0.30 0.40 【详解】（1）[1]电磁打点计时器使用的电源是交流8V。 [2]电源频率为时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 T=0.02×5s=0.1s （2）[3]由题图可知 A、C间的距离为3.15cm。 （3）（a）[4] A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器，可以充分利用纸带，A正确； B．打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端，B错误； C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，C正确； D．电火花计时器应使用220V的交流电源，D错误。 故选AC。 （b）Ⅰ．[5]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得，打点计时器打下C点时小车的速度大小为 Ⅱ．[6]由可得小车的加速度大小为 11．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点，相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为。    （1）实验时纸带的 （填“左”或“右”）端是和小车相连的； （2）根据图甲纸带上的数据，算出打点时小车的瞬时速度大小，并将值填入下表中，结果保留3位有效数字； 计数点 B C D 速度 （3）以点为计时起点，将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 （保留2位有效数字），图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。    【答案】 左 打点时小车的瞬时速度大小 【详解】（1）[1]由于小车由静止释放，做加速运动，则有纸带左端与小车相连。 （2）[2]纸带上每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得 （3）[3]v−t图像斜率大小表示加速度大小，则有 [4]由于点为计时起点，则图线与纵轴交点为0时刻的瞬时速度大小，即打点时小车的瞬时速度大小。 12．一个小球沿斜面向下运动，用每隔(1/10)s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示．即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为(1/10)s，测得小球在几个连续相等时间内位移数据见下表： x1/cm x2/cm x3/cm x4/cm 8.20 9.30 10.40 11.50 (1)小球在相邻的相等时间内的位移差 (填“相等”或“不相等”)，小球运动的性质属 直线运动． (2)沿斜面向下小球第三个位置速度为 m/s，小球的加速度为 m/s2．（答案保留三位有效数字） 【答案】 相等 匀加速 0.985 1.10 【详解】(1)[1][2]由表格中的数据知，相等相等时间内的位移之差为1.1cm，位移之差相等，小球做匀加速直线运动． (2)[3][4]根据匀变速直线运动的中间时刻速度推论可得 根据逐差法 可知 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$