第二章匀变速直线运动的研究 物理必修1(人教版) 第二章 匀变速直线运动的研究 书山有路勤为径 第一课时实验:探究小车速度随时间变化的规律 巩固篇》 水平测试 1.(双选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,对于 减小实验误差来说,下列方法中有益的是() A.选取计数点,把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B.使小车运动的加速度尽量小些 C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的 部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验 解析:选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增 大,在用直尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同 的情况下,相对误差较小,因A正确.在实验中,如果小车运动 的加速度过小,打出的点子很密,长度测量的相对误差软大,测量准
第二章 匀变速直线运动的研究 物理·必修 1(人教版) 第一课时 实验：探究小车速度随时间变化的规律 水 平 测 试 1．(双选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于 减小实验误差来说，下列方法中有益的是( ) A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一 部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验 解析：选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增 大，在用直尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同 的情况下，相对误差较小，因此 A 正确．在实验中，如果小车运动 的加速度过小，打出的点子很密，长度测量的相对误差较大，测量准 匀变速直线运动的研究
第二章匀变速直线运动的研究 确度会降低,因此小车的加速度略大一些较好,B错.为了减小长度 测量的相对误差,舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的 因此C正确.如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光渭程度 不同,小车的速度变化会不均匀,从而导致实验误差的增大,因此在 实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的,所以D错 答案:AC 2.(双选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实 验,下列说法中正确的是 A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮端 B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端 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 解析:打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大,小车尽可能靠近 打点计时器都是为了使小车运动的距离较大尽可能打出较多的点, 选项A错误,B正确;着先释放小车再接通电源,只能在纸带的后面 部分打点,选项C正确;钩码个数应适当,钩码个数少,打的点很 密;钩码个数多,打的点少,都会带来实验误差,选项D错误 答案:BC 3.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器 (所用交流电的频率为50Hz),得到如图所示的纸带.图中的点为计
第二章 匀变速直线运动的研究 确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，B 错．为了减小长度 测量的相对误差，舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的， 因此 C 正确．如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度 不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差的增大，因此在 实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，所以 D 错． 答案：AC 2．(双选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实 验，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．开始实验时小车应靠近打点计时器一端 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 解析：打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大，小车尽可能靠近 打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点， 选项 A 错误，B 正确；若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面 部分打点，选项 C 正确；钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很 密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，选项 D 错误． 答案：BC 3．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器 (所用交流电的频率为 50 Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计
第二章匀变速直线运动的研究 数点,相邻两计数点间还有4个点未画出来,下列表述正确的是() B E A.实验时应先放开纸带再接通电源 B.实验时,打点完毕后先取下纸带,再关闭电源 C.从纸带可求出计数点B对应的速率 D.相邻两个计数点间的时间间隔为002s 答案:C 4.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 瞬时速度见下表 计数点序号1 5 6 计数点对应的 0.100.200.300.400.500.60 时刻s 通过计数点的 44.062.081.0100.0110.01680 速度/cms 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a=A算出加速度 B.根据实验数据画出t图象,量出其倾角,由公式a=tana 求出加速度 C.根据实验数据画出ut图象,由图象上相距较远的两点所对 应的速度、时间用公式a=算出加速度
第二章 匀变速直线运动的研究 数点，相邻两计数点间还有 4 个点未画出来，下列表述正确的是( ) A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．实验时，打点完毕后先取下纸带，再关闭电源 C．从纸带可求出计数点 B 对应的速率 D．相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02 s 答案：C 4．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 瞬时速度见下表. 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/cm·s －1 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 a＝ Δv Δt 算出加速度 B．根据实验数据画出 vt 图象，量出其倾角，由公式 a＝tan a 求出加速度 C．根据实验数据画出 vt 图象，由图象上相距较远的两点所对 应的速度、时间用公式 a＝ Δv Δt 算出加速度
第二章匀变速直线运动的研究 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小 车的加速度 解析:方法A偶然误差较大.方法D实际上也仅由始、末两个 速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的t图 象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差.由于在物理图象中, 两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾 角不同的许多图线,方法B是错误的.正确的方法是根据图线找出 不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=算出加速度,即方法 C正确 答案:C 5.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中: (1)下列哪些器材是多余的: ①电磁打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸 带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板 (2)为达到实验目的,还需要的器材是: 解析:实验中给电磁打点计时供电的是低压交流电源,而非低
第二章 匀变速直线运动的研究 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小 车的加速度 解析：方法 A 偶然误差较大．方法 D 实际上也仅由始、末两个 速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的 vt 图 象，才可充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在物理图象中， 两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾 角不同的许多图线，方法 B 是错误的．正确的方法是根据图线找出 不同时刻所对应的速度值，然后利用公式 a＝ Δv Δt 算出加速度，即方法 C 正确． 答案：C 5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： (1)下列哪些器材是多余的： _______________________________________________________ _________________. ①电磁打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸 带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板 (2)为达到实验目的，还需要的器材是： _______________________________________________________ _________________. 解析：实验中给电磁打点计时器供电的是低压交流电源，而非低
第二章匀变速直线运动的研究 压直流电源.实验中小车的运动时间可以从所打纸带上得出,而不使 用秒表测量,另外此实验不需要测质量在此实验中还需用刻度尺测 量计数点间的距离 答案:②③⑧低压交流电源、刻度尺 6.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在 同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置 编号.如图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻.摄 影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s,小球从1位置到6位置的 运动过程中经过各位置的速度分别为a1=0,U2=0.06ms,v3 m/s,U4=0.18m/s,vs= m/s在图中作出小球的速 度一时间图象(保留描点痕迹 0 10 20 30 /(m·s-) — 目目 解析:由图可知,x2+x3=0.12m,则 0.12 272X0.sm/s=0.12m/s 又x4+xs=0.24m
第二章 匀变速直线运动的研究 压直流电源．实验中小车的运动时间可以从所打纸带上得出，而不使 用秒表测量，另外此实验不需要测质量．在此实验中还需用刻度尺测 量计数点间的距离． 答案：②③⑧ 低压交流电源、刻度尺 6．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在 同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置 编号．如图所示，1 位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄 影机连续两次曝光的时间间隔均为 0.5 s，小球从 1 位置到 6 位置的 运动过程中经过各位置的速度分别为 v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3＝ ________m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝________m/s.在图中作出小球的速 度－时间图象(保留描点痕迹)． 解析：由图可知，x2＋x3＝0.12 m，则 v3＝ x2＋x3 2T ＝ 0.12 2×0.5 m/s＝0.12 m/s. 又 x4＋x5＝0.24 m
第二章匀变速直线运动的研究 x4+x50.24 则U m/s=0.24m/s 2T2×0.5 其U-t图象如图所示 06284 00.5101.52.02.53/s 答案:0.120.24υ-t图象见解析图 素]能提高 7.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时 器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如图 所示,在纸带上选取0、1、2、3、45六个计数点,相邻的两个计 数点之间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米 的刻度尺,零点跟计数点“0”对齐.由图可以读出1、3、5三个计 数点跟“0”点的距离x、x3、x,请将测量值填入下表中 距离 1 测量值/cm 012345678910111213
第二章 匀变速直线运动的研究 则 v5＝ x4＋x5 2T ＝ 0.24 2×0.5 m/s＝0.24 m/s. 其 v－t 图象如图所示． 答案：0.12 0.24 v－t 图象见解析图 素 能 提 高 7．在“探究小车速度随时间变化的规律”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 所示，在纸带上选取 0、1、2、3、4、5 六个计数点，相邻的两个计 数点之间还有四个点没有画出．纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米 的刻度尺，零点跟计数点“0”对齐．由图可以读出 1、3、5 三个计 数点跟“0”点的距离 x1、x3、x5，请将测量值填入下表中. 距离 x1 x3 x5 测量值/cm
第二章匀变速直线运动的研究 小车通过计数点2的瞬时速度为m/s;通过计数点4的 瞬时速度为 m/s;小车的加速度是m/2 解析:测距离时用的是毫米刻度尺,故读数时应估谜到0.1mm, 计数点1、3、5到“0”点的距离分别为 x1=1.20cm,x3=5.40cm,xs=12.00cm 计数点2、4的瞬时速度分别为 x3-x1(5.40-1.20)×0.01 2T m/s=0.21m/s 2×0.1 x5-x3(12.00-5.40)×0.01 2T 2×0.1 -m/s=0.33m/s, U4-020.33-0.21 加速度a 2T2×0,m/s2=0.60m/s2 答案:1.205.4012.000.210.330.60 8.图为用打点计时器记录小车运动情况的装置,开始时小车在 水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸 带如图所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为002s 布面 2345678910111213 从纸带上记录的点迹情况可知,A、E两点迹之间的距离为 cm,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为
第二章 匀变速直线运动的研究 小车通过计数点 2 的瞬时速度为________ m/s；通过计数点 4 的 瞬时速度为________m/s；小车的加速度是________ m/s2 . 解析：测距离时用的是毫米刻度尺，故读数时应估读到 0.1 mm， 计数点 1、3、5 到“0”点的距离分别为 x1＝1.20 cm，x3＝5.40 cm，x5＝12.00 cm. 计数点 2、4 的瞬时速度分别为 v2＝ x3－x1 2T ＝ (5.40－1.20)×0.01 2×0.1 m/s＝0.21 m/s， v4＝ x5－x3 2T ＝ (12.00－5.40)×0.01 2×0.1 m/s＝0.33 m/s， 加速度 a＝ v4－v2 2T ＝ 0.33－0.21 2×0.1 m/s2＝0.60 m/s2 . 答案：1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.60 8．图为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在 水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸 带如图所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为 0.02 s. 从纸带上记录的点迹情况可知，A、E 两点迹之间的距离为 ________cm ，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为
第二章匀变速直线运动的研究 m/s;小车在布面上运动的加速度大小为 m/s 解析:A、E两点的刻度分别为xA=13.20cm,xE=6.00cm,AE AE =x4-xE=720cm(719~7,21cm),匀速运动的速度为040.90 ms(0.89~0.91m/s) F点以后做减速运动,相邻T内的位移差△x=0.2cm Ax0.2×10 由Ax=aP得:a=n= 0.022m/s2=50m/2(4.9~5.lm/sy 答案:7.19~7.210.89~0.914.9~5.1 多彩生活》 世界上最精确的钟 原子钟右图舶问世开辟了时间计量和守时的新纪元.原子钟是 利用原孑內部的量子跃迁壬产生极规则的电磁浪辐射,并计数这种电磁
第二章 匀变速直线运动的研究 ________m/s；小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2 . 解析：A、E 两点的刻度分别为 xA＝13.20 cm，xE＝6.00 cm，AE ＝xA－xE＝7.20 cm(7.19～7.21 cm)，匀速运动的速度为 v＝ AE 4T ＝0.90 m/s(0.89～0.91 m/s)． F 点以后做减速运动，相邻 T 内的位移差 Δx＝0.2 cm. 由 Δx＝aT2得：a＝ Δx T 2＝ 0.2×10－2 0.022 m/s2＝5.0 m/s2 (4.9～5.1 m/s2 )． 答案：7.19～7.21 0.89～0.91 4.9～5.1 世界上最精确的钟 原子钟(右图)的问世开辟了时间计量和守时的新纪元．原子钟是 利用原子内部的量子跃迁产生极规则的电磁波辐射，并计数这种电磁
第二章匀变速直线运动的研究 波的一种时钟 为了确定Is的持续时间,今天,人们向原子“要答案”,从而 完 全摆脱了对天文现象的依赖过去,人类一直以天文现象为标准 计量时间,直到1956年,秒的持续时间还是以地球自转为基础进行 计算的:秒被定义为平均太阳日的1/86400,即一天内有86400个称 为秒的“时间段”.但是,地球是一个并不可靠的时钟,其自转所用 的时间也并非固定不变:地球会发生摆动,有时,围绕太阳的旋转运 动显示出轻微的不规则性 所有这些现象对地球自转都有影响,因此也就影响了一天的持续 时间.这样,以年的长度而不是以日的长度为基础的另一种定义秒的 办法实施了仅仅几年后,到197年,秒的持续时间不再取决于地球 的自转,而是以原子为基准.实际上,人们利用的是原子发射电磁浪 的能力.在特殊情况下,可以让一个原子充满能量,使它开始振动, 这有点像吉他的弦,经过弹拨后发生振动.当原孑振动的时候,先前 获得的能量以电磁波帥邢式释放,其频率以赫表示相当于1s之 内振动的次数 今天,名为 NISTFI的原子钟是世界上最精确的钟,但它并不能 直接显示钟点.它的任务是提供秒这个时间单位的准确训量.这一计
第二章 匀变速直线运动的研究 波的一种时钟． 为了确定 1 s 的持续时间，今天，人们向原子“要答案”，从而 完 全摆脱了对天文现象的依赖．过去，人类一直以天文现象为标准 计量时间，直到 1956 年，秒的持续时间还是以地球自转为基础进行 计算的：秒被定义为平均太阳日的 1/86 400，即一天内有 86 400 个称 为秒的“时间段”．但是，地球是一个并不可靠的时钟，其自转所用 的时间也并非固定不变：地球会发生摆动，有时，围绕太阳的旋转运 动显示出轻微的不规则性． 所有这些现象对地球自转都有影响，因此也就影响了一天的持续 时间．这样，以年的长度而不是以日的长度为基础的另一种定义秒的 办法实施了仅仅几年后，到 1967 年，秒的持续时间不再取决于地球 的自转，而是以原子为基准．实际上，人们利用的是原子发射电磁波 的能力．在特殊情况下，可以让一个原子充满能量，使它开始振动， 这有点像吉他的弦，经过弹拨后发生振动．当原子振动的时候，先前 获得的能量以电磁波的形式释放，其频率(以赫兹表示)相当于 1 s 之 内振动的次数． 今天，名为 NISTF1 的原子钟是世界上最精确的钟，但它并不能 直接显示钟点．它的任务是提供秒这个时间单位的准确计量．这一计
第二章匀变速直线运动的研究 时装置安放在美国科罗拉多州博尔德的国家标准和技术研究所 (NIST的物理实验室的时间和频率部内1999年才建成的这座钟价值 65万美元,可谓身价不菲.在2000万年内,它既不会少1s也不会 多1s,其精度之高由此可见一斑.这架钟既没有指针也没有齿轮 只有激朿、镜子和铯原子气.铯是一种比较稀有的金属,主要用于 制造一些特种合金
第二章 匀变速直线运动的研究 时装置安放在美国科罗拉多州博尔德的国家标准和技术研究所 (NIST)的物理实验室的时间和频率部内.1999 年才建成的这座钟价值 65 万美元，可谓身价不菲．在 2 000 万年内，它既不会少 1 s 也不会 多 1 s，其精度之高由此可见一斑．这架钟既没有指针也没有齿轮， 只有激光束、镜子和铯原子气．铯是一种比较稀有的金属，主要用于 制造一些特种合金．