2.1 实验：探究小车速度随时间变化规律 同步练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.1实验：探究小车速度随时间变化规律同步练习

梳理基础知识：

一、实验原理

1．利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为          取一小段位移，用这段位移的        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      、时间t为      建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的       表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是         的．

二、实验器材

打点计时器(带导线)、      、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、       、复写纸、坐标纸．

三、实验步骤

1．如图所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．

  

2．把小车停在靠近(选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先          ，后           (选填“启动打点计时器”或“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行小点．随后，立即关闭电源．

3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，再做两次实验．

四、实验分析

1.数据处理：

如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离.Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.

2.求各计数点的瞬时速度

(1)各计数点对应的瞬时速度用        来代替，即v1＝，v2＝，…。T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取

一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s.

(2)设计表格并记录相关数据

 

3.作出小车运动的v－t图象

(1)定标度：坐标轴的标度选取要       ，应使图象大致布满坐标纸.

(2)描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置.

(3)连线：用一条         或直线“拟合”这些点.

4.分析数据并求出加速度

(1)如果画出的v－t图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动.图象和纵轴的      表示开始计时时小车的速度.

(2)求出小车的加速度：在v－t图象上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点)，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式中求出加速度，即用图线的            

五、注意事项

1．开始放开小车时，应使小车         (选填“靠近”或“远离”)打点计时器．

2．先            ，等打点稳定后，再           (选填“启动打点计时器”或“放开小车”)．

3．打点完毕，立即关闭电源．

4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．

（二）即时练习：

【例题1】某同学按图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验.

      

(1)图中仪器A叫做________计时器，使用220 V________电源(选填“交流”或“直流”)，释放小车前，小车应停在________(填“靠近”或“远离”)仪器A的位置.

(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：

A.松开纸带让物体带着纸带运动 B.穿好纸带

C.把计时器固定好                       D.接通电源，进行打点

以上步骤的正确顺序是________.

【例题2】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点)，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.

   

(1)根据______计算各点的瞬时速度，则vD＝______m/s，vC＝______m/s，vB＝______m/s.

(2)在如图所示坐标系中画出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________.

       

(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义：_____________________________.

A组基础训练题  

一、单选题

1．采取下列哪些措施，有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差_______

A．改用直流6V的电源

B．电源电压越低越好

C．用平整的纸带，不用皱折的纸带

D．纸带是否歪斜对实验无影响

2．在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中，获得的一段纸带如图所示，A、B、C、D为相邻的四个计数点，已知AB=1.80cm，BC=2.00cm，CD=2.20cm，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．关于该实验，下列说法正确的是（  ）

  

A．相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的

B．实验时应先释放小车再接通电源