实验针对训练1 探究小车速度随时间变化的规律-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word(江苏专用)
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内容正文:
实验针对训练(一)
1.解析:(1)在处理纸带求解速度与加速度的过程中,小车、托盘和砝码等的质量不需要知道,所以不需要用天平测质量,故①错误;实验使用的电源必须是交流电源,故②错误;刻度尺要用来测量纸带上各点之间的距离,所以必须要有刻度尺,故③正确;打点计时器本身就是计时的仪器,所以不需要秒表,故④错误。
(2)不管托盘和砝码的总质量与小车的总质量大小关系如何,只要小车做匀变速直线运动即可,即托盘和砝码的总质量不需要远小于小车的总质量,故A错误;调整滑轮的高度,使细线与长木板平行,保证小车所受的合力在运动过程中不变,故B正确;将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起是为了平衡阻力,但本实验是探究小车做匀变速直线运动的特点,不管是否平衡阻力,只要小车做匀变速直线运动即可,因此不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起,故C错误;为了提高纸带的利用率,释放小车前,小车应尽可能靠近打点计时器放置,故D正确;为了保证小车受力稳定,做匀变速直线运动,因此要选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验,故E正确。
(3)匀变速直线运动在连续相等时间间隔内的位移差相等,本实验要探究小车做匀变速直线运动的特点,即s4-s3=s3-s2=s2-s1。
答案:(1)③ (2)BDE (3)s4-s3=s3-s2=s2-s1 连续相等时间间隔内的位移之差相等
2.解析:(1)根据纸带的数据可得
ΔxAD=xAB+xBC+xCD=6.60 cm+8.00 cm+9.40 cm=24.00 cm
平均速度为==80.0 cm/s。
(2)根据第(1)小题结果补全实验点,如图所示。
(3)由实验结果可知,小车运动的-Δt图线可视为一条直线,如图所示。
此直线用方程=kΔt+b表示,由图像可知其中
k= cm/s2=70.0 cm/s2
b=59.0 cm/s。
(4)小车做匀变速直线运动,由位移公式
x=v0t+at2,
整理得=v0+at
即=vA+at
故根据图像斜率和截距可得
vA=b,a=2k。
答案:(1)24.00 80.0 (2)见解析图 (3)70.0 59.0 (4)b 2k
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实验针对训练(一) 探究小车速度随时间变化的规律
1.(原理与操作)某同学采用如图甲所示的装置及电火花计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)为完成本实验,下列器材中必须有的是______(填编号)。
①天平
②4~6 V低压直流电源
③刻度尺
④秒表
(2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必要的是______。
A.托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量
B.调整滑轮的高度,使细线与长木板平行
C.将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起
D.释放小车前,小车应尽可能靠近打点计时器放置
E.选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验
(3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示,已知打点计时器所用交流电频率为f,若_____________________________(填写表达式,用题及图中物理量表示),则可认为匀变速直线运动具有___________________________________ ______________________________________的特点(提示:填有关速度或位移的特点)。
2.(数据处理与误差分析)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究小车做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生对应位移和平均速度分别为Δx和,表中ΔxAD=______ cm,=______ cm/s。
位移区间
AB
AC
AD
AE
AF
Δx(cm)
6.60
14.60
ΔxAD
34.90
47.30
(cm/s)
66.0
73.0
87.3
94.6
(2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt的变化关系,如图(c)所示。在图(c)中补全实验点。
(3)由实验结果可知,小车运动的-Δt图线可视为一条直线,此直线用方程=kΔt+b表示,其中k=______ cm/s2,b=______ cm/s。(结果均保留3位有效数字)
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车速度大小vA=_______,小车的加速度大小a=______。(结果用字母k、b表示)
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