2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律练习公开课教案教学设计课件案例试卷.docx

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

一、实验题
1．下面是某同学在研究物体做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。

（1）由图中可读出AB的间距x=________cm；
（2）A、B、C、D是纸带上四个计数点，已知打点计时器电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个点没有画出，则相邻两计数点之间的时间间隔是________s；C点对应的速度是________m/s，物体运动的加速度为________m/s2（用定义法求，最后两空结果均保留两位有效数字）
2．某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。

（1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有_________（填选项前字母）。
A．交流电源               B．交流电源          C．秒表             D．刻度尺
（2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。
①根据连续相等的时间间隔内的_______________基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。
②已知交流电源的频率为，则在打下C点时小车的速度大小为______（保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为______（保留两位有效数字）。

3．图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器，请回答下面的问题：

（1）图乙是___________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是___________（填“交流约8 V”“交流220 V”或“四节干电池”）。
（2）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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，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B、F两个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表，要求保留3位有效数字。
计数点
B
C
D
E
F
速度/（m·s-1）
_________
0.479
0.560
0.640
___________
②以打下A点的时刻为计时起点，将B、C、D、E、F各点对应的瞬时速度标在图丁的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。( )
③由所画速度—时间图像求出小车的加速度为___________m/s2（结果保留两位有效数字）
（3）根据速度—时间图像判断，在打A计数点时，小车的速度vA=___________m/s。

4．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：如图所示是两种常见的打点计时器。

（1）其中_______是电磁打点计时器（选甲或乙）；
（2）小明选择了电磁打点计时器，为达到实验目的，还需要下列哪些器材？________；
A． B． C．
D． E.
（3）在该实验中，下列说法中正确的是_______；
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车远离打点计时器一端
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
（4）实验得到的一条纸带如图所示，打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，则根据纸带，回答下列问题：

①根据纸带的数据，计数点1时小车对应的速度为：v1=______m/s（保留两位有效数字）；
②据此可求出小车从0到4计数点内的加速度为a=______m/s2。（保留两位有效数字）。

试卷第3页，共3页
参考答案：
1．     0.70     0.1     0.10     0.20
【解析】
【详解】
（1）[1]由图可知

（2）[2]相邻两计数点之间的时间间隔是

[3] C点对应的速度是

[4]B点对应的速度是

根据加速度的定义可得物体运动的加速度为

2．     BD     位移差     0.844     1.7
【解析】
【命题意图】
本题以小车的匀变速运动为载体，考查学生的实验能力。
【详解】
解：（1）[1] AB．电火花打点计时器所接电源应为交流电源，A错误，B正确；
C．由打点计时器计算时间，所以需要秒表，C错误；
D．为测量点迹之间的距离，必须使用刻度尺，D项正确。
故选BD。
（2）①[2]设AB、BC、CD、DE、EF之间的距离分别为和，可有

因此可知，在相邻相等的时间间隔内的位移差基本相等，可判断小车做匀变速直线运动。
②[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得

[4]由公式可得

3．     电火花计时器     交流220V     0.400     0.721          0.80     0.320
【解析】
【详解】
（1）[1][2]图乙是电火花计时器，电源采用的是交流220V。
（2）①[3][4]电源频率为50Hz，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未标出，故每两个计数点间的时间间隔为0.1s。取AC段的平均速度作为打下B点时小车的瞬时速度，故有

取EG段的平均速度作为打下F点时小车的瞬时速度，故有

②[5]小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示。

③[6]所画v-t图像的斜率表示加速度，即

（3）[7]图像的纵截距即为在打A计数点时小车的速度，所以
vA=0.320m/s
4．     乙     BD     C     0.36     0.38（0.35-0.39）
【解析】
【详解】
（1）[1]由题甲、乙图可知，其中乙图是电磁打点计时器。
（2）[2]小明选择了电磁打点计时器，为达到实验目的，打出的纸带需要测量长度；又因电磁打点计时器需要学生电源，即交流低压电源，所以还需要下列B.刻度尺；D.交流低压电源。
故选BD。
（3）[3]A．打点计时器应固定在长木板上，且在没有滑轮一端，A错误；
B．开始实验时小车靠近打点计时器一端，B错误；
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，C正确；
D．牵引小车的钩码个数要适当，太多的话，小车的加速度会太大，对实验结果会有影响，所以不是越多越好，D错误。
故选C。
（4）①[4]打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，所以纸带上打相邻两个的时间间隔是
T=0.02s×5=0.1s
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得计数点1时小车对应的速度为

②[5]由可求得小车从0到4计数点内的加速度为

答案第4页，共4页