2024高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度課后作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE6試驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題1．在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的試驗(yàn)中，依據(jù)打出點(diǎn)的紙帶推斷運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)(D)A．應(yīng)通過測(cè)量紙帶表示的運(yùn)動(dòng)的全路程來推斷B．必需通過計(jì)算隨意兩點(diǎn)間的平均速度來推斷C．必需通過計(jì)算全程的平均速度來推斷D．可以通過測(cè)量每相鄰兩點(diǎn)間的距離，看是否都相等來推斷解析：推斷是否為勻速直線運(yùn)動(dòng)，就是比較在隨意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移是否相等(在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi))，若相等則是勻速直線運(yùn)動(dòng)，若不相等則不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D中，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間相等，因此D正確；不必測(cè)量全路程，A錯(cuò)誤；也沒必要計(jì)算全程的平均速度或隨意兩點(diǎn)間的平均速度，B、C錯(cuò)誤．2．質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖所示，表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是(A)解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小、方向都不變，A對(duì)，B、C、D都錯(cuò)．3．如圖所示，依據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，推斷哪條紙帶表示物體做勻速運(yùn)動(dòng)(B)解析：在相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移相同，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔肯定時(shí)間打一個(gè)點(diǎn)，時(shí)間間隔相同，若做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距應(yīng)相同，由此可知B正確．4．在試驗(yàn)中，某同學(xué)得到一張打點(diǎn)清楚的紙帶如圖所示，要求測(cè)出D點(diǎn)的瞬時(shí)速度．本試驗(yàn)采納包含D點(diǎn)在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來粗略地代表D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，下列幾種方法中最精確的是(D)A.eq\f(AG,Δt1)＝vD，Δt1＝0.14s B.eq\f(BE,Δt2)＝vD，Δt2＝0.06sC.eq\f(CE,Δt3)＝vD，Δt3＝0.1s D.eq\f(CE,Δt4)＝vD，Δt4＝0.04s解析：求D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，最精確的應(yīng)是包含該點(diǎn)與該點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)之間的平均速度．C錯(cuò)在時(shí)間間隔上，CE間的時(shí)間間隔應(yīng)為0.04s.二、多項(xiàng)選擇題5．在練習(xí)運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器試驗(yàn)中，用“圖象法”處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，為了減小誤差(BD)A．應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長(zhǎng)度表示的數(shù)值大一些B．應(yīng)使縱、橫坐標(biāo)每單位長(zhǎng)度表示的數(shù)值小一些C．為使圖線通過每個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)使圖線畫成折線D．應(yīng)使圖線畫成直線或光滑曲線，讓試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)大致勻稱分布在圖線兩側(cè)，對(duì)于個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去解析：用“圖象法”處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，縱、橫坐標(biāo)每單位長(zhǎng)度表示的數(shù)值越小，圖上數(shù)據(jù)點(diǎn)間的距離越大，測(cè)量誤差越小，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；依據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)描圖時(shí)，應(yīng)使圖線畫成直線或光滑曲線，并且讓試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)大致勻稱分布在圖線兩側(cè)，對(duì)于個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去，不能將圖線畫成折線，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．6．在“探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的試驗(yàn)中，下列方法有助于削減試驗(yàn)誤差的是(ACD)A．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C．舍去紙帶上起先時(shí)密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清楚、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D．適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)解析：選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔較大，在用直尺測(cè)量這些計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔時(shí)，在測(cè)量肯定誤差基本相同的狀況下，相對(duì)誤差較小，因此A項(xiàng)正確；在試驗(yàn)中，假如小車運(yùn)動(dòng)的加速度過小，打出的點(diǎn)很密，長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差較大，測(cè)量精確性降低，因此小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些，而使小車加速度增大的常見方法是適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)，以增大拉力，故B錯(cuò)，D對(duì)；為了削減長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差，舍去紙帶上過于密集，甚至辨別不清的點(diǎn)，因此C項(xiàng)正確．7．如圖所示為某次試驗(yàn)中打出的一條紙帶，圖中O為小車運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)，O點(diǎn)到A點(diǎn)之間點(diǎn)跡密集且有部分點(diǎn)不清楚．A、B、C、D、E、F、G為所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測(cè)量可得(CD)A．從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6×0.1sB．從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6×0.02sC．從A點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度eq\x\to(v)AF＝eq\f(xAF,5×0.1s)＝eq\f(xAF,0.5s)D．通過測(cè)量xOG的長(zhǎng)度，可知小車從O到G的位移大小解析：因OA之間所打點(diǎn)的狀況未知，也就不能確定從O點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由題意，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s，則從A點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度eq\x\to(v)AF＝eq\f(xAF,5×0.1s)＝eq\f(xAF,0.5s)，選項(xiàng)C正確；OG之間的長(zhǎng)度，等于小車從O到G的位移大小，選項(xiàng)D正確．三、非選擇題8．運(yùn)用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析物體運(yùn)動(dòng)狀況的試驗(yàn)中：(1)在如下基本步驟中，正確的排列依次為ABDEC.A．把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上B．安放紙帶C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)D．接通220V溝通電源E．按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(diǎn)(2)在安放紙帶時(shí)，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，還要檢查墨粉紙盤是否夾在紙帶之間．解析：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)是：打點(diǎn)是靠放電針和墨粉紙盤之間火花放電來實(shí)現(xiàn)的，故其操作步驟和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是相仿的，墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤軸上，目的是使它可以轉(zhuǎn)動(dòng)，勻稱地被利用．墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉(zhuǎn)動(dòng)．9．在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的試驗(yàn)中，如圖是一條記錄小車運(yùn)動(dòng)狀況的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計(jì)時(shí)器接在220V、50Hz的溝通電源上．(1)由紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算vB＝1.38m/s，vC＝2.64m/s，vD＝3.90m/s.(2)在如圖所示坐標(biāo)系中作出小車的v－t圖線(以打A點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí))．(此題計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)答案：見解析解析：(1)由題意知，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為T＝0.1s.vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(27.60×10－2,2×0.1)m/s＝1.38m/s；vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(60.30－7.50×10－2,2×0.1)m/s＝2.64m/s；vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(105.60－27.60×10－2,2×0.1)m/s＝3.90m/s.(2)圖象如圖所示10．如圖所示是某同學(xué)在做變速直線運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中獲得的一條紙帶．(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02_s.(2)A、B、C、D是紙帶上的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點(diǎn)的間距x＝0.63～0.67之間即可cm；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是0.100m/s(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)由周期和頻率的關(guān)系T＝eq\f(1,f)可知：周期為0.02s.(2)A、B間距為0.63～0.67cm之間，長(zhǎng)度測(cè)量留意不要丟掉估讀位，C點(diǎn)瞬時(shí)速度等于B、D間的平均速度，vC＝eq\f(0.90＋1.10×10－2,2×0.02×5)m/s＝0.100m/s.11．用接在50Hz溝通電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車的運(yùn)動(dòng)狀況．某次試驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖所示，從比較清楚的點(diǎn)起，每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、…，量得0與1兩點(diǎn)間距離x1＝30mm,2與3兩點(diǎn)間的距離x2＝48mm，則小車在0、1兩點(diǎn)間平均速度為v1＝0.3m/s，在2、3兩點(diǎn)間的平均速度v2＝0.48m/s.據(jù)此可判定小車做加速(選填“加速”“減速”或“勻速”)運(yùn)動(dòng)．解析：每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0.1s，那么由平均速度的定義得v1＝eq\f(0.03m,0.1s)＝0.3m/s，v2＝eq\f(0.048m,0.1s)＝0.48m/s.從計(jì)算結(jié)果看小車運(yùn)動(dòng)的速度在增大，所以可以推斷小車在做加速運(yùn)動(dòng)．12.如圖所示為小球從某一高度處自由下落時(shí)，一愛好小組的同學(xué)用頻閃照相獲得的軌跡的一部分，經(jīng)測(cè)量：計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2的間隔為7.71cm,2、3的間隔為8.75cm,3、4的間隔為9.80cm,4、5的間隔為10.86cm，每次閃光的時(shí)間間隔為eq\f(1,30)s，求小球運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)的瞬時(shí)速度是多少？答案：2.7825m/s解析：依據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以“粗略”地代表其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度的思想來計(jì)算．小球運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)，其速度為v3＝eq\f(x23＋x34,2T)＝eq\f(0.0875＋0.0980,2×\f(1,30))m/s＝2.7825m/s.13.用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1＝0.29s，通過其次個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.11s，已知遮光板的寬度為3.0cm，分別求出滑塊通過第一個(gè)光電門和其次個(gè)光電門的速度大?。鸢福?.10m/s