物理必修1专题2：探究小车速度随时间变化的规律

物理必修1专题2：探究小车速度随时间变化的规律 1. 与先前打点计时器实验的区别 两种运动的方式不同：无规则运动测速度、匀变速直线运动测速度，注定了我们第二个实验的重心在测小车运动的加速度 开始时，应使小车靠近打点计时器 例1.(2011武汉高一联考)电磁打点计时器是一种使用______电源的仪器，当电源的频率为50Hz时，振针每隔______s打一个点.现在用打点计时器测物体的速度，当电源的频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度值将比物体真实的速度值_______. 2. 实验数据的处理 ① 纸带的选取：从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比较密集的点.为计算方便和减少误差，通常用连续五个点的时间作为时间间隔，即T=0.1s. ② 一般不直接测量两个计数点间的距离，而是先量出各个计数点到计时零点的距离，然后再计算出相邻的两个计数点的距离. 3. 瞬时速度的求法同前、加速度可以用v-t图像的斜率粗略求出 例2. 某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s (1) 试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F 5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下列横线上.（要求保留三位有效数字） (2) 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图像 (3) 根据第(2)问中画出的v-t图像，求得小车运动的加速度为________m/s2(保留两位有效数字) 4. 由纸带求加速度的方法 前面我们介绍了用斜率表示加速度，现在我们将用到具体的位移数据来求出小车的加速度 方法一：依各相邻计数点间的加速度求 求加速度的平均值 从结果看，真正参与运算的只有v1和vn+1，中间个点的瞬时速度在运算中都未起作用 方法二：逐差法 分别以1、4、2、5、3、6等点的速度计算加速度，即 每点的瞬时速度都参与了运算，减小了误差 例3.(2011成都联考)关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中不正确的是（    ） A. 长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低 B. 在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 C. 应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D. 要在小车达到定滑轮前使小车停止运动 例4.(2011黄冈调考)在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通过计数点的速度(m/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0               为了计算加速度，合理的方法是（    ） A. 根据任意两计数点的速度用 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 a=△v/△t算出加速度 B. 根据实验数据画出v-t图象，量出其倾角，由公式a=tanθ求出加速度 C. 根据实验数据画出v-t图象，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式a=△v/△t算出加速度 D. 依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 针对练习 1. 一同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图2-1-3所示的一些短线，可能是因为（    ） A. 打点计时器错接在直流电源上    B. 电源电压不稳定 C. 电源的频率不稳定              D. 打点针压得过紧 2. 某课外兴趣小组在探究小车的速度随时间变化规律的实验中，得到如图2-1-4所示的实验纸带，实验中打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带前面的几个点较模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E点的对应速度vB=_____m/s，vC=_____m/s，vD=_____m/s, vE=_____m/s，由此推得F点的速度vF=_____m/s.小车从B运动到C的加速度a1=________m/s2，从C运动到D的加速度a2=_______m/s2，从D运动到E的加速度a3=________m/s2. 3. 在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图2-1-7所示.A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10s,x1=1.20cm，x 2=1.60cm，x 3=1.98cm，x 4=2.38cm，x 5=2.79cm， x 6=3.18cm. (1) 计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度. (2) 在2-19图中作出v-t图象,并由图象求物体的加速度. 4. 在探究小车速度随时间变化规律的实验中，如图2—1—1，关于使用操作，下列说法中错误的是（    ） A. 木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低 B. 在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 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 5. 如图2—1—2所示是实验时打点计时器打出的一段纸带,A、B、C、D、E、F是从所打点中选取的几个连续的点，所用交流电源的频率为50Hz，则根据图中数据可得B点的速度为_____m/s,C点的速度为_____m/s, D点的速度为_____m/s, E点的速度为______m/s.你能否根据以上数据，求得A点或F点的速度？________________________. 6. 在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条如图2—1—3所示的纸带，按时间顺序取O、1、2、3、4、5、6都为共7个记数点。0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出，测得相邻计数点的距离依次为S1＝1.40cm，S2＝1.90cm，S3＝2.38cm，S4＝2.88cm，S5＝3.39cm，S6＝3.87cm。 (1) 在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：_____________________________ (2) 在图2—1—4中作出速度-时间图像，并由图像求出小车的加速度a＝_______m/s2. 图2—1—4 7. 图2—1—5为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器在纸带做匀加速直线运动时打出的一列点，图中所标的是每隔5个点所取的记数点，但第3个记数点M没有画出，则该物体运动的加速度为_______m/s2，BM间的距离约为_________m. 8. 利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随卷帘在竖直面内向上运动，打印后的纸带如图2—1—6所示，数据如 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 所示。纸带中每相邻两点之间的时间间隔为0.10s，根据个间距的长度，可计算出卷帘在各间距内的平均速度V平均，可以将V平均近视地作为该间距中间时刻的瞬时速度V. (1) 请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的V—t图线. (2) AK段的平均速度为________m/s. 9.(2007年广东)如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离.启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示. (1) 根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2.（结果保留两位有效数字） (2) 打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2.请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________. (3) 如果取重力加速度10 m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________.