高效作业5 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【精彩三年】2024-2025学年高中物理必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

高效作业5 [1　实验：探究小车速度随时间变化的规律] 1 2 3 4 5 6 [A级　新教材落实与巩固] 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是(　　) A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度相同的长木板做实验 B 【解析】 选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直尺测量这些点间的距离时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，故A正确，不符合题意；在实验中，如果小车运动的速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的速度略大一些较好，故B错误，符合题意；为了减小长度测量的相对误差，应舍去纸带上过于密集的点，故C正确，不符合题意；如果实验中所用长木板各部分的平整程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差增大，故D正确，不符合题意。 1 2 3 4 5 6 2．[2024·富阳中学高一]打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你回答下列有关问题。 (1)图甲、乙是两种打点计时器的图片， 其中图乙所示是____________计时器。 (2)图甲所示打点计时器使用的电源是______。 A．直流220 V　　　　 B．直流8 V C．交流220 V D．交流8 V 电磁打点 C (3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是_____。 A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 (4)实验得到的纸带如图丙所示，电源频率为50 Hz，在纸带上选择A、B、C、D、E共五个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。测量A、 A B、C、D、E各点坐标分别为x1＝0，x2＝1.20 cm，x3＝2.70 cm，x4＝4.50 cm，x5＝6.60 cm。 ①相邻两个计数点之间的时间间隔为___________。 ②根据实验数据分析，打C计数点时对应纸带的速度大小为________m/s。 【解析】 (1)题图乙所示是电磁打点计时器。 (2)题图甲所示是电火花计时器，使用的是220 V交流电源，故选C。 (3)为了提高纸带利用率，实验时应先接通电源，后让纸带运动，故选A。 0.1 s 0.165 1 2 3 4 5 6 3．图甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下列问题。 (1)图乙所示是__________________(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)，电源采用的是__________________(填“交变电源8 V”“交变电源220 V”或“四节蓄电池”)。 电火花计时器 交变电源220 V (2)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于轨道末端滑轮高度的调节，正确的是_____。   (3)某同学用打点计时器记录了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、F、G共七个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出，打点计时器所接电源频率为50 Hz。 B ①根据纸带上各个计数点间的距离，已计算出打下B、C、D、E四个点时小车的瞬时速度，请计算打下F点时小车的瞬时速度并填入下表中(结果保留三位有效数字)。 ②以打A点的时刻为计时起点，将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 速度 vB vC vD vE vF 数值/(m·s－1) 0.400 0.479 0.560 0.640 ___________ 0.721 【答案】 见解析图 ③由速度—时间图像可得小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字)。 0.80 1 2 3 4 5 6 4．某同学在利用图甲装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，对打出的一条纸带进行研究(如图乙所示)，从0点开始每五个计时点取一个计数点(电源频率为50 Hz)，计数点分别为1、2、3、4、5，该同学已求出部分计数点对应的速度，其数值见下表。 计数点 1 2 3 4 5 速度/(m·s－1) 0.10   0.16 0.25 0.30 (1)若该同学测得x2＝1.24 cm、x3＝1.76 cm，请帮助他求出计数点2对应的速度为___________m/s(结果保留两位有效数字)。 (2)根据以上数据在图丙中作出小车的v——t图线(适当标出横、纵坐标刻度)。 0.15 【答案】 见解析图 (3)根据图像，上表速度计算结果存在明显错误的计数点为_____，该误差为_____________(填“偶然误差”或“系统误差”)。 (4)计数点0对应的速度为________m/s，小车的加速度为_________m/s2。 3 偶然误差 0.05 0.50 1 2 3 4 5 6 [B级　素养养成与评价] 5．(1)某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为2 cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.02 s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.01 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝2.0 s。根据实验得到的数据，滑块的加速度大小为_____________。 0.5 m/s2 (2)某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每相邻两计数点之间还有四个点没有画出来，图中的数字为相邻两计数点间的距离，打点计时器所接电源频率为50 Hz。 ①打点计时器是一种使用________(填“交变”或“直流”)电源的_________仪器。 ②相邻两个计数点间的时间间隔为________s。 ③打计数点4时纸带的速度v4＝__________m/s(结果保留三位有效数字)。 交变 计时 0.1 1.20 1 2 3 4 5 6 6．(1)图甲所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(填“交变”或“直流”)电源，当电源的频率是50 Hz时，每隔__________s打一次点。 交变 0.02 (2)其工作时的基本步骤如下： A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源 B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座 C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是_____________(按顺序填写步骤编号)。 (3)在某次测定速度的实验中，得到的一条纸带如图乙所示，0、1、2、3、4是选用的计数点，每相邻两个计数点间还有三个打出的点没有在图 CBDA 上标出。图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是__________cm、__________cm、________cm和_________cm。1、3两点间的平均速度是________m/s，1、4两点间的平均速度是__________m/s，打计数点2时纸带的速度更接近___________m/s。 10.00 12.60 22.60 30.00 0.625 0.725 0.625 等于相邻计数点间的平均速度，所以打计数点2时纸带的速度更接近1、3两点间的平均速度。   感谢聆听，再见！ (4)①若已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则周期为0.02 s，图丙中标出的相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点之间的时间间隔T＝0.1 s。 ②根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度求解打计数点C时对应纸带的瞬时速度大小为vC＝＝＝ m/s＝0.165 m/s。 【解析】 (1)题图乙中有墨粉纸盘，所以图乙所示是电火花计时器。电火花计时器采用的电源是交变电源220 V。 (2)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行，故选B。 (3)①相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，打F点时小车的瞬时速度等于打E、G两点间的平均速度，即vF＝＝×10－2 m/s＝0.721 m/s。 ②小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示。 ③根据v——t图像，可以求出小车的加速度大小为a＝＝ m/s2＝0.80 m/s2。 【解析】 (1)相邻两个计数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，计数点2对应的速度v2＝＝0.15 m/s。 (2)小车的v——t图像如图所示。 (3)由v －t图像知，有明显错误的计数点为计数点3，该误差为偶然误差。 (4)根据图像，计数点0对应的速度为0.05 m/s，小车的加速度为a＝＝ m/s2＝0.50 m/s2。 【解析】 (1)遮光板经过第一个光电门的瞬时速度为v1＝＝1.0 m/s， 遮光板经过第二个光电门的瞬时速度为v2＝＝2.0 m/s， 滑块的加速度大小a＝＝ m/s2＝0.5 m/s2。 (2)①打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器。 ②由于每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s。 ③打计数点4时纸带的速度v4＝＝ m/s≈1.20 m/s。 【解析】 (1)电火花计时器工作时使用交变电源，当电源频率为50 Hz时，打点时间间隔为T＝＝＝0.02 s。 (2)工作时，应先接通电源后拖动纸带，并且打完点后应立即关闭电源，所以正确的顺序是CBDA。 (3)由题图乙知，刻度尺分度值为1 mm，根据刻度尺读数规则可知，图中所给的测量点的读数分别是10.00 cm、12.60 cm、22.60 cm、30.00 cm。根据平均速度定义有v13＝＝×10－2 m/s＝0.625 m/s，v14＝＝×10－2 m/s＝0.725 m/s。纸带上某点对应的速度近似 $$