高中实验探究小车速度随时间变化的规律重点练习题带答案Word格式文档下载.docx

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A．0.067m/s2B．0.67m/s2C．6.7m/s2D．不能计算

5．（2019·

广东省新丰县第一中学高一期中）在“探究速度随时间变化规律”的实验中，

（1）选取如图1所示的仪器，它全称为____________，工作电源为________（填“直流”或“交流”）4~6V。

本实验装置如图2所示。

从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图3所示，已知打点计时器所用电的频率为50Hz。

（2）从图3中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=_____cm；

（3）在打下D点时小车的瞬时速度vD=_____m/s（计算结果保留两位有效数字）；

（4）该小车的加速度a=_____m/s2（计算结果保留两位有效数字），实验中纸带的_____（填“左”或“右”）端与小车相连接。

6．

（1）电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，它的工作电压是________V，当电源的工作频率是50Hz时，它的打点间隔是________

。

（2）在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，取下一段纸带研究其运动情况，如图所示，设0点为计数的起始点，相邻两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为__________s，第一个计数点与起始点的距离

为________

，打第一个计数点时物体的瞬时速度为________

，物体的加速度为_________

7．（2020·

伊美区第二中学高一月考）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＝0.1s.

（1）根据______________计算各点瞬时速度，则vD＝________m/s，vC＝________m/s，vB＝________m/s.

（2）在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，交点的物理意义是______________________

8．（2020·

绥德中学高一月考）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被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10，试完成下面问题．

（1）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中．（要求保留3位有效数字）

瞬时速度

v1

v2

v3

v4

v5

数值m·

s-1）

0.165

0.214

0.263

______

0.363

（2）在图中所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________．

（3）由图象求出小车的加速度a=________m/s2．

9．在做“研究匀变速直线运动”的实验中：

（1）实验室提供了以下器材：

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、交流电源、复写纸、弹簧测力计。

其中在本实验中不需要的器材是________________。

（2）如图所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器使用50Hz交流电，其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm。

下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。

位置

B

C

D

E

F

速度（m/s）

0.737

0.801

0.994

（3）以A点为计时起点，在如图所示坐标系中画出小车的速度–时间关系图线。

（4）根据画出的小车的速度–时间关系图线计算出小车的加速度a=________m/s2。

10．（2019·

新课标全国Ⅰ卷）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。

物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。

已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。

在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是__________点，在打出C点时物块的速度大小为____________m/s（保留3位有效数字）；

物块下滑的加速度大小为____________m/s2（保留2位有效数字）。

11．（2018·

北京卷）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：

a．安装好实验器材。

接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。

c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……

d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________（填选项前的字母）。

A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源

C．刻度尺D．秒表E．天平（含砝码）

（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v–t图象。

（3）观察v–t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。

v–t图象斜率的物理意义是______________________。

（4）描绘v–t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。

用平均速度

表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”）；

从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______（选填“有关”或“无关”）。

（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。

当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。

请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。

12．（2017·

新课标全国Ⅰ卷）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。

实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。

实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。

在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。

（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）

（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。

（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。

小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。

（结果均保留2位有效数字）

13．（2017·

新课标全国Ⅱ卷）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。

使用的器材有：

斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。

实验步骤如下：

①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；

将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；

③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，

表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出

；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；

⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出

–∆t图，如图（c）所示。

完成下列填空：

（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则

与vA、a和∆t的关系式为

=____________。

（2）由图（c）可求得，vA=_______cm/s，a=_______cm/s2。

（结果保留3位有效数字）

探究小车速度随时间变化的规律（重点练）答案

1．C【解析】计数点的选取是任意的，不一定要每5个点选取一个，也可以每4个点选取一个，所以A错误；

在进行该探究实验时，若小车的加速度太小，点迹会很密集，不利于测量，故B错误；

在利用速度–时间图象处理实验数据时，为减小误差应选取间隔较远的两点由加速度的定义式计算加速度的大小，所以C正确；

在进行该探究实验时，电磁打点计时器可用低压交流电源，故D错误。

2．C【解析】遮光板通过第一个光电门的速度

，遮光板通过第二个光电门的速度

，滑块的加速度大小是

故选C。

3．D【解析】C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：

故选D。

4．A【解析】到第一个光电门的速度为：

到第二个光电门的速度为：

由加速度的定义式得：

故A项正确。

5．

（1）电磁打点计时器交流

（2）0.67（3）0.12（4）0.20左端

【解析】

（1）所给器材的全称：

电磁打点计时器，使用交流电；

（2）A点刻度值：

xA=1.00cm，B点刻度值：

xB=1.67cm；

则s1=xB–xA=0.67cm；

（3）D点的速度：

vD=

=0.12m/s；

（4）加速度：

a=

=0.20m/s2；

距离小的与小车相连，则为左端。

6．

（1）2200.02

（2）0.140.451

（1）电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，它采用220V交流电源工作，打点周期为频率的倒数，故

；

（2）因相邻两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为t=5T=0.1s，由于匀变速直线运动在连续相等的时间内位移之差为常数，即

，解得：

，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，即

，根据匀变速直线运动的推论公式

可以求出加速度的大小，得

9．

（1）弹簧测力计

（2）0.8640.928（3）如图（4）0.64（±

0.01）

（1）在本实验中不需要测量力的大小，因此不需要弹簧测力计。

（2）根据匀变速直线运动中某段时间中间时刻的瞬时速度等于该时间内的平均速度，有

，

（3）利用描点法可画出速度–时间图象。

（4）在v–t图象中，图象的斜率表示加速度的大小，所以有

10．

（1）A

（2）0.233（3）0.75

【解析】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；

在打点计时器打C点瞬间，物块的速度

根据逐差法可知，物块下滑的加速度

11．

（1）AC

（2）如图所示（3）小车的速度随时间均匀变化加速度（4）越小越好有关（5）如果小球的初速度为0，其速度

，那么它通过的位移x∝t2。

因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化

（1）打点计时器需用交流电源；

为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。

故需要的仪器选AC。

（2）利用所给点迹描点连线，得图象

其中C点的横坐标为3T，纵坐标为

（3）结合图象可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图象的斜率代表了运动时的加速度。

（4）

越小，则

越接近计数点的瞬时速度，所以

越小越好，计算速度需要用到

的测量值，所以

大小与速度测量的误差有关。

（5）如果小球的初速度为0，其速度

，那么它通过的位移

因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。

（要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证）

12．

（1）从右向左

（2）0.190.037

（1）小车在阻力的作用下，做减速运动，由图（b）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。

（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔

，滴下A点时小车的速度

，根据逐差法可求加速度，

，解得a=0.037m/s2。

13．

（1）

（2）52.116.6（15.8~16.8）

（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知

，且

联立解得

（2）由图（c）可求得vA=52.1cm/s，

，即a=16.6cm/s2。