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1、课时作业(五)第 5 讲 实验：研究匀变速直线运动基础热身1 ?关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是() A ?长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B. 在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处C. 应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D . 要在小车到达定滑轮前使小车停止运动2?某同学在探究“小车速度随时间变化的规律”的实验时，设计的实验方案中选用了打点计时器，利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动. 实验后，该同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如下表所示. (1) _ 分析表中数据，在误差允许的范
2、围内，小车做_ 运动. 位置编号012345时间 t/s00.10.20.30.40.5速度 v/(m s)0.420.670.921.161.421.67(2) 由于此次实验的原始纸带没有保存，另一同学想估算小车从位置0 到位置 5 的位移 , 其估算方法如下：x= (0.42 X 0.1 + 0.67X 0.1 + 0.92X 0.1 + 1.16X 0.1+ 1.42X 0.1) m =,那么，该同学得到的位移_ (选填“大于”、“等于”或“小于”)实际位移 ?为了使估算的位移尽可能接近真实值，你认为采取什么方法更合适？ _.(不必算出具体数据) K5 1 是某同学在做匀变速直线运动实验
3、中获得的一条纸带. Bto- D - ? ? ?I . rrJTl 1 1 | 1 l li li | l111111115 cmL234图 K5 1 (1) 已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 _ .(2) A、B、C、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出 A、B 两点间距 x=_ ;C 点对应的速度是 _ (计算结果保留三位有效数字). 技能强化4?“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器50 Hz) ，得到如图 K5 2 所示的纸带 . 图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画A . 实验时应先放开纸带
4、再接通电源B ? (X6 X1)等于(X2 X1)的 6 倍C. 从纸带可求出计数点B 对应的速率图 K5 3 丄5. 2011 增城模拟一个小球沿斜面向下运动，用每间隔 10 s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图K5 3 所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间3. 2010 广东卷图(所用交流电的频率为0.02 s 出来，下列表述正确的是图 K5 2 1 间隔为 10 s , 测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见表)，则X1(cm)X2(cm)X3(cm)X4(cm)8.209.3010.4011.50(1) _ 小球在相邻相等时间内的位移差(选填“相等”或“不
5、相等” ), 小球运动性质属 _ 直线运动 . 有甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：X2 Xi X3X2X4 X3 ai + 玄2 + 出甲冋学：ai=T, a2= T , a3= T , a=3 X3 Xi X4 X2 ai + a2 乙同学：ai= 2T2, a2= 2T2, a= 2你认为甲、乙中哪位同学的计算方法较准确？_ ，加速度值为_ . 6. 20ii 日照模拟在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz ，记录小车做匀变速运动的纸带如图K5 - 4 所示，在纸带上选择6 个计数点 A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有4 个点未画
6、出，其他各点到A 点的距离依次是 2.00 cm 、5.00 cm 、9.00 cm 、i4.00 cm 、20.00 cm. *C *E图 K5 4 (1) 根据学过的知识可以求出小车在B 点的速度为 VB= _ m/s, C、E 间的平均速度为 _ m/s; (2) 以打 B 点时为计时起点，建立v t 坐标系如图K5 5 所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；(3) 根据图线可得小车运动的加速度为_ m/s2.图 K5 5 7?某同学用如图K5 6 所示的实验装置研究小车在斜面上的运动. 实验步骤如下：*- 也 - 列* - Xs - 图 K5 7 安装好实验器材 . 接通电
7、源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次 . 选出一条点迹比较清晰的纸带 ?舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图 K5 7 中 0、1、2?-6 所示. 测量 1、2、36 计数点到 0 计数点的距离，分别记作：Xi、X2、X3X6. 通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动. Xi X2 X3 X6 . 分别计算出 Xi、X2、X3. X6与对应时间的比值ti、t2、t3. t6.图 K5 6 XXX 以 t 为纵坐标、 t 为横坐标，标出t 与对应时间 t 的坐标点，画出t t 图线. 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：要求计算
8、，但要说明过程).实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_ 和_ ?(填选项代号 )A ?电压合适的 50 Hz 交流电源B. 电压可调的直流电源C. 刻度尺D . 秒表巳天平 F. 重锤将最小刻度为1 mm 的刻度尺的 0 刻线与 0 计数点对齐， 0、1、2、5 计数点所在位置如图 K5 8 所示，则X2= _ cm, X5= _ cm.(3) 该同学在图 K5 9 中已标出 1、3、4、6 计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与X2、5 两个计数点对应的坐标点，并画出t t 图线. X 根据 t t 图判断，在打0 计
9、数点时，小车的速度v0= _ m/s; 它在斜面上运动的加速度 a= _ m/s2. &做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50 Hz , 由纸带上打出的某一点开始，每5 个点剪下一段纸带，如图K5 10 所示?每一小段纸带的一端与 x 轴相重合，两边与y 轴平行，将纸带贴在坐标系中. (1)仔细研究图象，找出小车在相邻时间内位移存在的关系；设At = 0.1 s , 请画出该小车的v t 图象；(3) 根据图象求其加速度. 图 K5 10 9?一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的
10、位置编号，得到的照片如图K5 11 所示. 由于底片保管不当，其中位置 4 处被污损 . 若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为2 1 S, 则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为_ m/s . 位置 4 对应的速度为_ m/s ，能求出 4 的具体位置吗？_ .求解方法是：01(逡)20 30 LCE图 K5 11 图 K5 8 挑战自我课时作业 (五) 【基础热身】1. A 解析长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故选项A 错误；实验时，为了能在纸带上得到较多的点迹，释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处，选项B 正确；如果先释放小车，可能纸带上打不上几个点，选项C 正确；为了保护小
11、车，在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动，选项D 正确 ?2. (1)匀加速直线(2)小于 用平均速度求位移(或用 v t 图象下的面积求位移) 解析由表中数据可知，每经过0.1 s,速度大约增大0.25 m/s , 在误差允许的范围内，小车做匀加速直线运动；(2)因为小车是不断加速的，而该同学把第一个0.1 s 内的运动看成是以最小速度做匀速运动，同样，其他时间段内也是这样运算的，这样算出的位移比实际位移小?可以把时间分割得再细小一些，也可以利用平均速度来求位移，还可以利用v t 图象下的面积求位移 . 3. (1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68 cm ? 0.72 cm 均
12、可)0.100 m/s 解析毫米刻度尺的精确度为0.1 mm ，故 A、B 间的距离为 1.70 cm 1.00 cm = 0.70 cm ,2 XBD 2.00 X 10 vc= 2T = 2 x 0.1 m/s = 0.100 m/s. 【技能强化】X2 + x3 4. C 解析中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度，所以VB =2T，选项C正确； X6 X1= 5(X2 X1)，选项 B 错误；相邻计数点间的时间间隔是0.1 s , 选项 D 错误；按照实验要求应该先接通电源再放开纸带，选项A 错误. 2 5. (1)相等 匀加速(匀变速)(2)乙同学1.10 m/s 解析 (1)由表中数据
13、可知， X4 X3= X3 X2= X2 冷，小球做匀加速直线运动；(2)乙同学 X3+ X4 X2 X1采用逐差法求加速度，较准确，加速度值为a = 4T = 1.10 m/s2.6. (1)0.25 0.45 (2) 如图所示 (3)1.00 解析相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s, 所以VB= 2T = 0.2 m/s = 0.25 m/s , v XCE 0.14 0.05 CE= 2T =0.2 m/s= 0.45 m/s ； (2)如图所示；(3)在 v t 图象中，图线的斜率表示加速0.55 0.25 度，即a = 0.3 m/s2=1.00 m/s2. 7. (1)A C
14、(2) 2.98(2.97 ? 2.99 均可)13.20(13.19 ? 13.21 均可)(3)如图所示解析 (1)还需要的实验器材有电压合适的50 Hz 交流电源和刻度尺；(2)用毫米刻度读数，注意要估读一位，则X2= 2.98 cm , X5= 13.20 cm ； (3)描点连线如图所示；设打 0 点1 2 x 1 1时速度为 V0, 则 x= V0t + 2at，即： t=V0 + 2at，由图可读出V0= 0.18 m/s , 图线的斜率 k= 22 a= 2.4, a= 4.8 m/s . & (1)相邻相等时间内的位移差相等2 如图所示(3)0.800 m/s 解析由图中所标
15、纸带每段位移的大小，可知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似认为Ay= 8 mm.(2)把图中的 x 轴作为时间轴，以纸带的宽度表示相等的时间间隔T = 0.1 s , 每段纸带最上端中点对应 V 轴上的速度恰好表示每段时间的中间时刻的瞬时速度，即 Vn= T；因此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度，将纸带上端中间各点连接起来，可得到v- 1 图象，如图所示 . 利用图象求斜率或用Ay= aT2均可以求得小车加速度a = 0.800 m/s2.【挑战自我】9. 3.0X 10-2(2.8 x 10-2? 3.1 x 10-2均可)9.0X 10-2能利用(X6 X4) -(X4 X2)= 4aT2可求出 x 的具体位置(其他合理方法均可) 解析从图中读出5、6 之间的距离为37.5 cm 24.0 cm = 13.5 cm,2 、3 之间的距离为6.0 cm 1.5 cm = 4.5 cm ，利用逐差法有X56 X32= 3aT，求出a = 3.0 x 10 m/s ; 位置 4 对 X3524.0 6.0 2 2 应的速度为 V4= 2T = 2 x 10-m/s = 9.0 x 10-m/s；欲求 4 的具体位置，可以采用逐差法利用 (X6 - X4) (X4 X2) = 4aT2求解. (4)0.18(0.16 ? 0.20 均可 )