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1、2024年暑假新高一985培优讲义：第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律含解析第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律1.进一步巩固打点计时器的使用及利用纸带测量瞬时速度。2.探究小车在重物的牵引下运动的速度随时间变化的规律。3.能对实验数据进行记录并会用图像法分析数据，从而形成结论。一、实验目的1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这
2、点的瞬时速度。2.用vt图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的vt图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果vt图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。三、实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。四、实验步骤1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定
3、在小车后面。3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。4.换上新纸带，重复实验两次。5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3然后再算出相邻的两个计数点的距离x1d
4、1；x2d2d1；x3d3d2；x4d4d32.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即vn。例如，图中计数点4的瞬时速度v4。(2)设计表格并记录相关数据。位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5x/m(dndn1)/mv/(ms1)3.画出小车的vt图像(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“”标明)(3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。仔细观察所描各点的分布情况。用一条直线
5、“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点。4.分析实验结果，得出实验结论如果画出的vt图像是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动。图像和纵坐标轴的交点表示开始计时时小车的速度初速度。六、误差分析1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。2.根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。3.作vt图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。考点一：实验步骤操作与数据处理【例1】某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。（1）常见的打点计时器使用的是_电源（“直流
6、”或“交流”）；（2）关于本实验，下列说法正确的是_；A释放纸带的同时，按通电源B先接通电源打点，后释放纸带运动C先释放纸带运动，后接通电源打点D纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小（3）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D点时小车的速度_m/s（结果保留3位有效数字）；该同学分别算出其他各点的速度：，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像_，并说明小车速度变化的规律_。考点二：实验方案创新
7、【例2】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，在胶片上记录下物体在几个闪光时刻的位置。左图是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔T = s 闪光一次。 （1）表格中已给出记数点 A、B、对应的瞬时速度且在图中标出，请计算出计数点对应的速度并在右图中标出来，同时拟合出 vt 图像_。 记数点ABCDE对应的速度v=0.66m/sv=0.98m/s_v=1.64m/sv=1.97m/s（2）以下用来测量加速度的方法，可行的有_方法 A：由取平均值 方法 B：由取平均值 方法 C：从 vt 图线上取相距较远的两点所对应的速度和时刻，用公式a=
8、算出加速度 方法 D：用量角器量出 vt 图线的倾角 ，查三角函数表得到 tanq ，则加速度a = tanq （3）用 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Dt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 Dx 大小与速度测量的误差_（选填“有关”或“无关”）。1在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是（）A纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B使用刻度尺测量长度时，要进行估读C作v-t图像时，所描曲线必须经过每一个点D在数据处理时，常用公式法和图像法2在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（）A打点计时器应
9、使用交流电源B将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源C实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源D打点结束后，先断开电源，再取下纸带3在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）A分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离，这样便于记录B为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点D两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s4在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考
10、有道理的是（）这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的ABCD5在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有
11、4个点没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源。（1）设电火花计时器的周期为T，根据甲图中标出的量表示计算v的公式为v=_。（2）该同学经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：对应点BCDEF速度/（ms-1）0.1410.1800.2180.2620.301根据表中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理选择好标度，作出v-t图像_，利用该图像求物体的加速度a=_m/s2。6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共七个计数点
12、。计数点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间有4个点没有画出，试完成下面的问题。（1）根据纸带上的数据，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应时刻的瞬时速度填入表中。（结果保留三位有效数字）瞬时速度v1v2v3v4v5数值/（ms-1）0.1650.2140.263_0.363（2）在如图乙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）由图像求出小车的加速度大小为a=_m/s2。（结果保留三位有效数字）（4）如果实验时的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值_（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。（5）
13、若实验时电源频率略低于50Hz，但该同学并不知道，则测量得到的小车速度_（填“大于”“小于”或“等于”）真实速度。1实验过程：（1）按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_的一端，接好电源；（2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；（3）把小车停在靠近打点计时器处，先_，后_；（4）小车运动一段时间后，_，取下纸带；（5）更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。2在测量做直线运动物体的瞬时速度实验中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器（频率为50Hz）、槽码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用槽码拉动小车，使
14、其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出。某同学操作实验步骤如下，有错误的步骤是_或不需要的步骤是_。A将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路B将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C适当抬高长木板的左端，在不挂槽码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动D把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码E将小车移至靠近打点计时器处F先释放纸带，再接通打点计时器3在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学使用频率为的交流电，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A、B、C、D、E共五个计数点。测得计数点间的
15、距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出。（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则_，。（保留三位有效数字） （2）以打A点的时刻为计时起点，在图所示的坐标系中作出小车的图线_。（3）将图线延长与纵轴相交，此交点纵坐标的物理意义是_。4如图所示的A、B、C三条纸带，是某同学练习使用打点计时器时得到的纸带（纸带的左端连接小车），电源频率为50 Hz。（1）从点迹的分布情况可以断定：纸带_是匀速通过打点计时器的，纸带_是越来越快的，纸带_是开始越来越快，后来又越来越慢的。（均填“A”“B”或“C”）（2）图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0点
16、开始，每5个连续点取1个计数点，标以1，2，3，4，5，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为_ s。各计数点之间的距离如图中所示，则小车通过“1”计数点的速度_ m/s，通过“3”计数点的速度_ m/s。（后两空结果均保留3位有效数字）5在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中，图甲是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，每相邻两计数点间还有四个点未画出。（电源频率为50 Hz）（1）根据运动学有关公式可求得v1.38 m/s，v_ m/s，v3.90 m/s。（保留三位有效数字） （2）利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v-t图像（从打A点时开始
17、计时）_。利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a=_ m/s2。（保留三位有效数字） （3）将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.28 m/s，此交点的物理意义是_。6在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学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A、B、C、D、E共5个计数点。测得计数点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出，电源频率为50 Hz。（1）试根据纸带上计数点间的距离，计算出打下D点时小车的瞬时速度v=_m/s（结果保留三位有效数字）。 （2）该同学选择合适的单位长度，在图2所示的坐标系中作出了小车的v-t图线，根据图线求出小车
18、的加速度a=_m/s2（结果保留三位有效数字）。第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律1.进一步巩固打点计时器的使用及利用纸带测量瞬时速度。2.探究小车在重物的牵引下运动的速度随时间变化的规律。3.能对实验数据进行记录并会用图像法分析数据，从而形成结论。一、实验目的1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。2.用vt图像表示小车的
19、运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的vt图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果vt图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。三、实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。四、实验步骤1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。3.把小车停在靠近打点计时
20、器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。4.换上新纸带，重复实验两次。5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3然后再算出相邻的两个计数点的距离x1d1；x2d2d1；x3d3d2；x4d
21、4d32.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即vn。例如，图中计数点4的瞬时速度v4。(2)设计表格并记录相关数据。位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5x/m(dndn1)/mv/(ms1)3.画出小车的vt图像(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“”标明)(3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。仔细观察所描各点的分布情况。用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可
22、能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点。4.分析实验结果，得出实验结论如果画出的vt图像是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动。图像和纵坐标轴的交点表示开始计时时小车的速度初速度。六、误差分析1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。2.根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。3.作vt图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。考点一：实验步骤操作与数据处理【例1】某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。（1）常见的打点计时器使用的是_电源（“直流”或“交流”）；（2）关于本实验，下列
23、说法正确的是_；A释放纸带的同时，按通电源B先接通电源打点，后释放纸带运动C先释放纸带运动，后接通电源打点D纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小（3）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D点时小车的速度_m/s（结果保留3位有效数字）；该同学分别算出其他各点的速度：，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像_，并说明小车速度变化的规律_。【答案】 交流 BD/DB 0.280 小车速度随时间均匀
24、变化（或增大）【详解】（1）1常见的打点计时器使用的是交流电源。（2）2ABC由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放纸带，故AC错误，B正确；D纸带上的点迹越密集，说明纸带在单位时间内的位移越小，即纸带运动的速度越小，故D正确。故选BD。（3）3相邻两计数点间的时间间隔为打D点时小车的速度等于C、E之间的平均速度，即4描点作图如图所示。5v-t图像为倾斜直线，说明小车速度随时间均匀变化（或增大）。考点二：实验方案创新【例2】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，频闪仪每隔一定时间发出一
25、次短暂的强烈闪光，在胶片上记录下物体在几个闪光时刻的位置。左图是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔T = s 闪光一次。 （1）表格中已给出记数点 A、B、对应的瞬时速度且在图中标出，请计算出计数点对应的速度并在右图中标出来，同时拟合出 vt 图像_。 记数点ABCDE对应的速度v=0.66m/sv=0.98m/s_v=1.64m/sv=1.97m/s（2）以下用来测量加速度的方法，可行的有_方法 A：由取平均值 方法 B：由取平均值 方法 C：从 vt 图线上取相距较远的两点所对应的速度和时刻，用公式a=算出加速度 方法 D：用量角器量出 vt 图线的倾角 ，查三角函数表得到 tan
26、q ，则加速度a = tanq （3）用 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Dt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 Dx 大小与速度测量的误差_（选填“有关”或“无关”）。【答案】 1.30/1.31 BC/CB 越小越好 有关【详解】（1）12C点的速度画出vt 图像如图（2）3方法A中，取加速度的平均值后，只能用到第一组和最后一组数据，不利于减小偶然误差；方法B中，加速度取平均值后，仍能能用到所有的数据，可减小实验的偶然误差，则方法B正确，A错误；在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验
27、数据画出v-t图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上取相距较远的两点所对应的速度和时间，用公式算出加速度，所以误差小；故方法C正确；根据实验数据画出v-t图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a=tan算出的数值并不是加速度，故方法D错误。故选BC；（3）45用 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Dt的要求是Dt越小，则越接近与瞬时速度，则要求Dt越小越好；从实验的角度看，选取的 Dx 大小与速度测量的误差有关；Dx越大，瞬时速度测量的误差就越
28、大。1在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是（）A纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B使用刻度尺测量长度时，要进行估读C作v-t图像时，所描曲线必须经过每一个点D在数据处理时，常用公式法和图像法【答案】C【详解】A实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，但相隔四个点时取计数点时间间隔为0.1s（打点频率为50Hz），计算时更方便，A正确；B使用刻度尺测量长度时，要进行估读，B正确；C作v-t图像时，应使尽量多的点落在线上，离线较远的点应大胆舍弃，C错误；D处理数据时，常选择公式法和图像法，D正确。本题不正确的，故选C。2在“探究小车速度随时间变化的规律”实
29、验中，下列实验操作中，错误的是（）A打点计时器应使用交流电源B将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源C实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源D打点结束后，先断开电源，再取下纸带【答案】C【详解】A打点计时器应使用交流电源，A正确；B将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源，B正确；C实验开始时，先接通打点计时器电源，在释放小车，C错误；D打点结束后，先断开电源，再取下纸带，D正确。故选C。3在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）A分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离，这样便于记录B为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C为了便于测量，应
30、舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点D两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s【答案】C【详解】A测量每两个相邻计数点间的距离时，应该用毫米刻度尺的零刻度对准计时起点，一次读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到每两个相邻计数点间距离的数值，故A错误；BC。纸带上开始时打的点比较密集，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点当作计时起点，故B错误，C正确；D选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s，故D错误。故选C。4在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标
31、系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是（）这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的ABCD【答案】B【详解】由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一
32、条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，错误正确。在直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的，正确。故选B。5在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源。（1）设电火花计时器的周期为T，根据甲图中标出的量表示
33、计算v的公式为v=_。（2）该同学经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：对应点BCDEF速度/（ms-1）0.1410.1800.2180.2620.301根据表中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理选择好标度，作出v-t图像_，利用该图像求物体的加速度a=_m/s2。【答案】 0.40【详解】（1）1C是BD的中间时刻，可认为BD过程中的平均速度就是C点的瞬时速度，电火花计时器的周期为T，每相邻两个计数点间还有4个点，所以从B点到D点的时间为，有（2）2根据表中数据，选定合理标度，利用描点法作出图像，如图所示3根据v-t图像
34、的斜率大小表示加速度大小，故6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共七个计数点。计数点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间有4个点没有画出，试完成下面的问题。（1）根据纸带上的数据，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应时刻的瞬时速度填入表中。（结果保留三位有效数字）瞬时速度v1v2v3v4v5数值/（ms-1）0.1650.2140.263_0.363（2）在如图乙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）由图像求出小车
35、的加速度大小为a=_m/s2。（结果保留三位有效数字）（4）如果实验时的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值_（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。（5）若实验时电源频率略低于50Hz，但该同学并不知道，则测量得到的小车速度_（填“大于”“小于”或“等于”）真实速度。【答案】 0.314 0.495 等于 大于【详解】（1）1根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得（2）2根据表格中的数据，在图像中将点画出后进行连接，如图所示；（3）3v-t图像中图线的斜率等于加速度，所以可得加速度为根据取点不同，算出的结果可能会稍有差别；（4）4电压大小不影响打
36、点计时器的打点周期，故加速度的测量值仍等于实际值；（5）5 若实验时电源频率略低于50Hz，则计算时使用的周期会偏小，测量得到的小车速度偏大。1实验过程：（1）按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_的一端，接好电源；（2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；（3）把小车停在靠近打点计时器处，先_，后_；（4）小车运动一段时间后，_，取下纸带；（5）更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。【答案】 无滑轮 接通电源 放开小车 断开电源【详解】1实验原理图如下打点计时器应固定在无滑轮的一端，接好电源；23把小车停在靠近打点计
37、时器处，为更好地利用纸带，应先接通电源，再放开小车；4小车运动一段时间后，应先断开电源，再取下纸带。2在测量做直线运动物体的瞬时速度实验中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器（频率为50Hz）、槽码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用槽码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出。某同学操作实验步骤如下，有错误的步骤是_或不需要的步骤是_。A将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路B将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C适当抬高长木板的左端，在不挂槽码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动D把一条细线拴在小车上，细线跨过
38、定滑轮，下面吊着适当重的槽码E将小车移至靠近打点计时器处F先释放纸带，再接通打点计时器【答案】 F C【详解】12本实验研究的是匀变速直线运动，是否存在摩擦阻力对实验没有影响，只要加速度恒定即可；实验时不能先释放纸带，再接通打点计时器，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放纸带。故不需要的步骤是C，错误的步骤是F，ABDE正确。3在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学使用频率为的交流电，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A、B、C、D、E共五个计数点。测得计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还
39、有四个点未画出。（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则_，。（保留三位有效数字） （2）以打A点的时刻为计时起点，在图所示的坐标系中作出小车的图线_。（3）将图线延长与纵轴相交，此交点纵坐标的物理意义是_。【答案】 0.138 打A点时小车的速度【详解】（1）1由于相邻两计数点间还有四个点未画出，所以相邻两计数点间的时间间隔为则（2）2作图时需注意，尽量使描绘的点落在曲线（包括直线）上，对于不能落在曲线上的点，尽量让其均匀分布在曲线两侧，个别偏离较远的点应舍去，如图所示（3）3将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是零时刻的速度，即打A点时小车的速度。
40、4如图所示的A、B、C三条纸带，是某同学练习使用打点计时器时得到的纸带（纸带的左端连接小车），电源频率为50 Hz。（1）从点迹的分布情况可以断定：纸带_是匀速通过打点计时器的，纸带_是越来越快的，纸带_是开始越来越快，后来又越来越慢的。（均填“A”“B”或“C”）（2）图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1，2，3，4，5，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为_ s。各计数点之间的距离如图中所示，则小车通过“1”计数点的速度_ m/s，通过“3”计数点的速度_ m/s。（后两空结果均保留3位有效数字）【答案】 A B C 0.1 0.135 0.180【详
41、解】（1）123打点计时器打点的时间间隔相同，若纸带做匀速运动，则打出的点间距是相等的，若纸带做加速运动，则打出的点间距越来越大。若纸带做减速运动时，则打出的点间距越来越小。（2）4每5个连续点取1个计数点，两计数点间的时间间隔5通过“1”计数点的速度可用0、2计数点间的平均速度表示，则有6通过“3”计数点的速度可用2、4计数点间的平均速度表示，则有5在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中，图甲是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，每相邻两计数点间还有四个点未画出。（电源频率为50 Hz）（1）根据运动学有关公式可求得v1.38 m/s，v_ m/s
42、，v3.90 m/s。（保留三位有效数字） （2）利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v-t图像（从打A点时开始计时）_。利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a=_ m/s2。（保留三位有效数字） （3）将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.28 m/s，此交点的物理意义是_。【答案】 2.64 12.6 从A点开始计时时，小车的速度为0.28 m/s【详解】（1）1打C点时对应的速度为v cm/s=264 cm/s=2.64 m/s（2）23用描点法作出小车的v-t图像如图所示由图知小车运动的加速度a= m/s2=12.6 m/s2（3）4此交点表示A点开始计时时，小车的速度为0.2
43、8 m/s。6在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学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A、B、C、D、E共5个计数点。测得计数点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出，电源频率为50 Hz。（1）试根据纸带上计数点间的距离，计算出打下D点时小车的瞬时速度v=_m/s（结果保留三位有效数字）。 （2）该同学选择合适的单位长度，在图2所示的坐标系中作出了小车的v-t图线，根据图线求出小车的加速度a=_m/s2（结果保留三位有效数字）。【答案】 0.390 1.29【详解】（1）1电源频率是50Hz，打点计时器打点时间间隔为每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出，相邻计数点间的时间间隔为t=5T=0.1s打下D点时小车的瞬时速度为