2019-2020學年新教材高中物理課時跟蹤訓(xùn)練六實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律含解析新人教版必修第一冊

PAGE5-課時跟蹤訓(xùn)練(六)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律A級—學考達標1．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，所需器材有：打點計時器(帶導(dǎo)線)、長木板、紙帶、復(fù)寫紙、小車、鉤碼、細線，此外還需要的器材有()A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．交流電源、天平及砝碼D．交流電源、毫米刻度尺解析：選D在實驗中無需測小車質(zhì)量，故不需要天平和砝碼；測量紙帶上的數(shù)據(jù)需要使用毫米刻度尺；打點計時器使用的是交流電源，故D正確。2．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下述測量相鄰兩計數(shù)點間距離的方法正確的是()A．當某兩計數(shù)點間的距離較大時，可用短尺分段測量B．當某兩計數(shù)點間的距離較小時，可用短尺一次測完C．測量每兩相鄰計數(shù)點間的距離，應(yīng)該用帶著毫米刻度的長尺的零刻度對準起點，讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得到每兩計數(shù)點間距離的數(shù)值D．分別逐個測出每兩計數(shù)點間的距離，這樣便于記錄解析：選C測量每相鄰兩計數(shù)點間距離時，不要分段測量，應(yīng)一次測出各計數(shù)點與0計數(shù)點的距離，然后逐一相減，得出每兩計數(shù)點間距離的數(shù)值，避免測量誤差的積累，故C正確。3．用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。實驗步驟如下：A．在電磁打點計時器兩接線柱上分別接導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端分別接50Hz交流電源的兩接線柱。B．把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過______，并壓在________下面。C．用刻度尺測量從計時起點到最后一個點間的距離Δx。D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝________s。E．打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點。F．利用公式eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)計算紙帶運動的平均速度。(1)在各步驟空白處填上適當內(nèi)容。(2)實驗步驟的合理順序是______________。解析：(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面，這樣才能通過振針把點打在紙帶上，打點計時器的打點周期為0.02s，若打n個點，則有(n－1)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間Δt＝0.02(n－1)s。(2)實驗步驟的排列一般要先安裝器材即首先進行步驟B、A，然后進行步驟E，實驗結(jié)束要先關(guān)掉電源，即進行步驟D，最后進行數(shù)據(jù)處理，即進行步驟C、F，故實驗步驟的合理順序是B、A、E、D、C、F。答案：(1)限位孔復(fù)寫紙0.02(n－1)(2)BAEDCF4．某同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共七個測量點。其相鄰點間的距離如圖甲所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10s，試完成下面的問題。(1)根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，某同學已將1、2、3、5點對應(yīng)的時刻的瞬時速度進行計算并填入表中，請你將4點對應(yīng)的時刻的瞬時速度填入表中。(要求保留三位有效數(shù)字)瞬時速度v1v2v3v4v5數(shù)值/(m·s－1)0.1650.2140.2630.363(2)在如圖乙所示的直角坐標系中畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線。(3)由圖像求出小車的加速度a＝________m/s2。解析：(1)4點對應(yīng)時刻的瞬時速度v4＝eq\f(11.95－5.68×10－2,2×0.1)m/s≈0.314m/s。(2)描點作圖，如圖所示。(3)根據(jù)圖像得：a＝eq\f(0.32－0.12,0.4)m/s2＝0.500m/s2。答案：(1)0.314(2)見解析圖(3)0.500B級—選考提能5．光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有滑塊從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示出滑塊的擋光時間?，F(xiàn)有一滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過光電門1和2，計時器顯示的擋光時間分別是t1＝5×10－2s，t2＝3×10－2s，從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時間t＝1.5s，用分度值為1mm的刻度尺測量小滑塊的長度d，示數(shù)如圖乙所示。(1)滑塊的長度d為________cm。(2)滑塊通過光電門的速度v1、v2分別為________m/s、________m/s。(3)滑塊的加速度大小為________m/s2。解析：(1)由題圖可知d＝8.42cm－4.00cm＝4.42cm。(2)通過光電門1的速度v1＝eq\f(d,t1)＝0.88m/s，通過光電門2的速度v2＝eq\f(d,t2)＝1.47m/s。(3)滑塊的加速度a＝eq\f(v2－v1,t)＝eq\f(1.47m/s－0.88m/s,1.5s)＝0.39m/s2。答案：(1)4.42(2)0.881.47(3)0.396．某同學用如圖甲裝置研究小車在不同接觸面上的運動情況。該同學將小車以適當?shù)某跛俣柔尫藕?，用打點計時器記錄小車的運動情況。通過反復(fù)實驗得到一系列打上點的紙帶，并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶(附有刻度尺)進行測量。(測量和計算結(jié)果均保留小數(shù)點后兩位)(1)如表為A、B、C、…、J各點對應(yīng)的刻度值，按照正確的讀數(shù)方法填寫E點對應(yīng)的刻度值(單位：cm)。ABCDEFGHIJ13.2011.389.607.804.403.001.800.800.00(2)已知打點的時間間隔為0.02s，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在紙帶上打C點時小車的速度大小vC＝________m/s；(3)對紙帶E、J兩點間小車的運動作出v-t圖像，根據(jù)圖像可知小車的速度變化情況為________________，并求出它的加速度大小為________m/s2。解析：(1)根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，E點的讀數(shù)為6.00cm。(2)vC＝eq\f(xB－xD,2T)＝0.90m/s。(3)分別求出F、G、H、I對應(yīng)的速度vF＝eq\f(6.00cm－3.00cm×10－2,2×0.02s)＝0.75m/svG＝eq\f(4.40cm－1.80cm×10－2,2×0.02s)＝0.65m/svH＝eq\f(3.00cm－0.80cm×10－2,2×0.02s)＝0.55m/svI＝eq\f(1.80cm－0×10－2,2×0.02s)＝0.45m/s若F、G、H、I對應(yīng)時間分別為0.02s,0.04s,0.0