2015一轮复习第一章 直线运动第4课时实验:研究匀变速直线运动课时练试题及解析答案

1、在“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,下列表述正确的是(　C　)

A.实验时应先放开纸带再接通电源

B.(x₆-x₁)等于(x₂-x₁)的6倍

C.由纸带可求出计数点B对应的速率

D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s

解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,选项A错误.根据相等的时间间隔内通过的位移有x_m-x_n=(m-n)aT²,可知(x₆-x₁)等于(x₂-x₁)的5倍,选项B错误.根据B点为A与C的中间时刻点,有v_B=

,选项C正确.由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1 s,选项D错误.

2、某实验小组同学用打点计时器测量匀加速直线运动的小车的加速度,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.如图为实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.

(1)根据图中数据计算小车运动的加速度大小a=　　　　m/s².(计算结果保留三位有效数字) 

(2)若在实验时实际交变电流的频率略低于50 Hz,而该小组同学并不知道,这将导致所测得的小车运动的加速度偏　　　　(选填“大”或“小”).

解析:(1)由逐差法a=

=

×10^-2 m/s²≈0.497 m/s².

(2)由a=

f²知实际交变电流频率偏低,导致计算结果偏大.

答案:(1)0.497　(2)大

3、某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带,如图所示.他在纸带上便于测量的地方选取第一个点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm,CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm, 则打C点时小车的瞬时速度大小为　　　　m/s,小车运动的加速度大小为　　　　m/s², AB的距离应为　　　　cm.(结果均保留三位有效数字) 

解析:计数点周期T=0.02×5 s=0.1 s,

v_C=

=

 m/s=0.986 m/s.

x_CE-x_AC=a(2T)²

故a=2.58 m/s².

由v_C=

=

得

x_BC=2v_CT-x_CD=0.0857 m=8.57 cm.

x_AB=x_AC-x_BC=5.99 cm.

答案:0.986　2.58　5.99

4、如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c…均为打点计时器打出的点.

(1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为　　　　; 

(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为　　　　,纸带①和②上c、e两点间的平均速度

　　　 

(填“大于”、“等于”或“小于”); 

(3)图中　　　　(填选项).  

A.两条纸带均为用装置甲实验所得

B.两条纸带均为用装置乙实验所得

C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得

D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得

解析:(1)由纸带①可读出b、c间距为2.10 cm,由纸带②读出b、c间距为2.40 cm.

(2)由

=

,知Δt=0.04 s,x_ce=4.52 cm(纸带①)或x_ce=5.00 cm(纸带②),代入数据得,

=1.13 m/s(纸带①)或1.25 m/s(纸带②),

<

.

(3)由纸带①各点间距分析可知,小车做匀加速运动,从纸带②各点间距来看,小车开始做加速运动,一段距离后做匀速运动,故可知纸带①是用装置甲实验所得,纸带②是用装置乙实验所得,选项C正确.

答案:(1)2.10 cm或2.40 cm

(2)1.13 m/s或1.25 m/s　小于

(3)C

5、 (1)某同学要进行探究匀变速直线运动实验,请在下面列出的实验器材中,选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号):　　　　. 

①打点计时器　②天平　③低压交流电源　④低压直流电源　⑤细绳和纸带　⑥钩码和小车　⑦秒表　⑧一端有滑轮的长木板　⑨刻度尺

(2)把纸带的下端固定在重物上,上端用手提着,纸带穿过打点计时器,接通电源后将纸带释放,重物便拉着纸带下落,纸带被打出一系列点,其中有一段如图,纸带的哪端与重物相连?　　　　.(填“左端”或“右端”) 

(3)若电源的频率为50 Hz,实验者在处理实验数据时,将每隔3个点取一个计数点,则每两个计数点间的时间间隔应为　　　　 s;如果在测定匀变速直线运动的加速度时,实验中所用电源频率小于50 Hz,这样计算出的加速度与真实值相比是　　　　.(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 

(4)A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点,若相邻计数点间时间间隔为0.1 s,则v_B=　　　　m/s,a=　　　　m/s². 

解析:(1)本实验不需要天平测质量,打点计时器应用低压交流电源,也不用秒表测时间,故不需要的器材为②④⑦.

(2)开始阶段,物体运动较慢,纸带点间距应较小,故左端与重物相连.

(3)打点周期T₀=

 s=0.02 s,两计数点间的时间间隔为T=4T₀=0.08 s.因由Δx=aT²计算时,用的T比实际的T小,故计算出的a比真实值偏大.

(4)v_B=

=

m/s=0.26 m/s,由a=

得a=0.4 m/s².

答案:(1)②④⑦

(2)左端

(3)0.08　偏大

(4)0.26　0.4

6、某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,得到一条点迹清晰的纸带如图,在纸带上依次选出7个计数点,分别标以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50 Hz.

(1)如果测得C、D两点间距x₄=2.70 cm,D、E两点间距x₅=2.90 cm,则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为　　　　,小车的速度值v_D=　　　　m/s.(保留3位有效数字)  

(2)该同学分别算出其他速度:v_A=0.220 m/s,v_B=0.241 m/s,v_C=0.258 m/s, v_E=0.300 m/s ,请将实验数据填入表格中,并在坐标系中作出小车运动的v

t图像,设O点为计时起点.

时间t/s
速度v/m·s^-1

(3)由所作v

t图像判断,小车所做的运动为　. 

解析:(1)在打D点时小车的速度公式为v_D=

代入数据得v_D =0.280 m/s,把数据填入表格,相邻时间间隔为0.1 s.(2)作图像注意描点清晰,标度适合,坐标轴标明物理量和单位,各组数据描点后发现这些点接近在一条直线上,过这些点作一条直线,使尽可能多的点落在直线上;不在直线上的点均匀分布在直线两侧;离直线较远的点视为错点,连线时不考虑.(3)小车运动的v

t图像是倾斜的直线,表示小车做匀加速直线运动.

答案:(1)v_D=

　0.280

(2)

时间t/s	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
速度v/m·s^-1	0.220	0.241	0.258	0.280	0.300

(3)匀加速直线运动