2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

高中物理人教版必修第一册 第二章《匀变速直线运动的研究》 第1节　 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练 姓名： 班级： 考号： 成绩： 一、原始实验（每空3分，共计54分） 1.在“探究匀变速直线运动的位移特点”实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带(左端与小车相连)，图中A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻两计数点间的时间间隔T＝0.1 s。 (1)根据纸带可判定小车做________运动。 (2)根据纸带计算B点的瞬时速度vB＝________________________________________。 2.在“探究匀变速直线运动的位移特点”实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带(左端与小车相连)，图中A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻两计数点间的时间间隔T＝0.1 s。 (1)根据纸带可判定小车做________运动。 (2)根据纸带计算B点的瞬时速度vB＝________________________________________。 3.如图甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况。小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动。所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间时间间隔为0.02 s。 (1)计算打点计时器打出点2、3时小车的速度大小并填入表中。 序号 1 2 3 4 5 速度 vn/(m·s-1) 0.75 　　 　　 0.45 0.35 4.同学们利用如图1所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。请你完成下列有关问题: (1)实验室提供如图2甲、乙两种打点计时器,某实验小组决定使用电火花计时器,则应选用图中的　　　　(选填“甲”或“乙”)计时器。  (2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器,图3中,接线正确的是　　　　(选填“甲”或“乙”)。  (3)如图4甲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,由此计算各点的瞬时速度。 则vD＝3.90 m/s,vC＝　　　　m/s,vB＝1.38 m/s。  5.在测量匀变速直线运动的加速度实验中，某同学操作以下实验步骤： A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源 B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路 C．把一条细绳拴在小车上．细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．取下纸带 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 (1)所列步骤中有错误的是：_______________________________________ _______________________________________________________________． (2)遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H、……)： ______________________________________________________________． (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：_________________________ ______________________________________________________________． 6.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的匀变速直线运动的加速度．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，每五个点取一个计数点，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50 Hz． 甲 乙 (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． (2)计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s(保留三位有效数字)． (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________m/s2． 2、 创新实验（每空3分，共计36分） 7.一个小球沿斜面向下运动，用每间隔 s曝光一次的频闪照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为 s，测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见下表)，则 s1 s2 s3 s4 8.20 cm 9.30 cm 10.40 cm 11.50 cm 小球在相邻的相等时间内的位移之差________(填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属于______直线运动。 8.为了研究气垫导轨上滑块的速度特点，在滑块上安装了宽度为5 mm的遮光条，如图所示。 (1)滑块在牵引力作用下由静止开始运动，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.050 s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.025 s，遮光条从挡住光电门1到挡住光电门2之间的时间为Δt3＝1.0 s。 (2)改变光电门2的位置，让滑块从同一位置由静止释放，分别记录了遮光条通过光电门2的时间Δt2′＝0.020 s，遮光条挡住从光电门1到挡住光电门2之间的时间Δt3′＝1.5 s。 (3)重复第(2)步，记录了遮光条通过光电门2的时间Δt2″＝0.010 s，遮光条从挡住光电门1到挡住光电门2之间的时间Δt3″＝4.0 s。 (4)滑块通过光电门1的速度为________ m/s，滑块三次通过光电门2的速度分别为________ m/s、________m/s、________m/s。 (5)三次实验中，滑块的加速度分别为________ m/s2、________m/s2、________m/s2，说明滑块的速度随时间________。(结果均保留两位有效数字) 9．某学习小组在“用气垫导轨和数字计时器测速度”的实验中采用了如图所示的实验装置． (1)已知遮光条的宽度为Δd．实验时，将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使其与水平面有一定的倾斜角度．轻推滑块使其在气垫导轨上自左向右做匀加速运动，遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1，遮光条通过第二个光电门的时间为Δt2，则滑块通过第一个光电门时的速度表达式为________(用字母表示)． (2)已知遮光条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，则滑块的加速度表达式为__________________(用字母表示)． 三、计算题（10分） 10.光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，从光电门1到光电门2所经历的总时间Δt＝0.15 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度为d，示数如图乙所示． 甲 乙 (1)滑块的长度d为多少？ (2)滑块通过光电门1和2的速度v1、v2的大小分别为多少？ (3)求滑块的加速度大小(小数点后保留两位小数)． 参考答案 1.答案　(1)匀加速直线　(2)0.50 m/s 解析　(1)根据纸带上的数据可知sBC＝6.00 cm，sCD＝8.00 cm，sDE＝10.00 cm，故sBC－sAB＝sCD－sBC＝sDE－sCD＝2.00 cm，在相邻的相等时间内的位移增量都相等，小车做匀加速直线运动。 (2)B点的瞬时速度vB＝＝ m/s＝0.50 m/s。 2.答案　(1)匀加速直线　(2)0.50 m/s 解析　(1)根据纸带上的数据可知sBC＝6.00 cm，sCD＝8.00 cm，sDE＝10.00 cm，故sBC－sAB＝sCD－sBC＝sDE－sCD＝2.00 cm，在相邻的相等时间内的位移增量都相等，小车做匀加速直线运动。 (2)B点的瞬时速度vB＝＝ m/s＝0.50 m/s。 3.解析:(1)根据题图乙可得v2＝ cm/s＝0.65 m/s,v3＝ cm/s＝0.55 m/s。 4.解析:(1)电火花计时器不用复写纸,题图2乙中的打点计时器是电火花计时器,题图2甲中的打点计时器是电磁打点计时器。 (2)电磁打点计时器是使用交变电源的计时仪器,工作电压为8 V,所以接线正确的是题图3乙。 (3)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,打C点时小车的瞬时速度 vC＝ m/s＝2.64 m/s 5.[答案]　(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源　(2)F：换上新纸带，重复实验三次　(3)BECADF 6.[解析]　(1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2 cm，而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27 cm，故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速． (2)计数点5对应的速度 v5＝＝ m/s＝1.00 m/s． 物块做加速运动时加速度大小 a加＝＝ m/s2＝2.00 m/s2 v6＝v5＋a加T＝1.20 m/s． (3)物块做减速运动时的加速度大小为 a＝＝m/s2＝2.00 m/s2． [答案]　(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20　(3)2.00 7.答案　相等　匀加速 解析　从表中数据可以看出，连续相等时间内的位移之差为1.10 cm，是恒定的，可知小球做匀加速直线运动。 8.答案　(4)0.10　0.20　0.25　0.50 9.[解析]　(1)由于遮光条很窄，通过光电门的时间也很短，其平均速度可认为等于瞬时速度，即v1＝． (2)a＝＝． [答案]　(1)　(2) 10.[解析]　(1)由题图可知d＝4.45 cm (2)通过光电门的速度分别为 v1＝＝0.89 m/s v2＝≈1.48 m/s． (3)滑块的加速度a＝＝ m/s2≈3.93 m/s2．　 [答案]　(1)4.45 cm　(2)0.89 m/s,1.48 m/s (3)3.93 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $