探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修講義_第1頁
探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修講義_第2頁
探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修講義_第3頁
探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修講義_第4頁
探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修講義_第5頁
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文檔簡介

1.關(guān)于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()A.長木板一定要水平放置 B.為了減小誤差在紙帶上選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)應(yīng)該每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) C.使用毫米刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí),要估讀到最小刻度的下一位 D.用v﹣t圖線處理數(shù)據(jù)時(shí),所描圖線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn)2.為了研究勻變速直線運(yùn)動的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況,如圖甲所示,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。該同學(xué)根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上,并畫出了小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象,則下列說法正確的是()A.該同學(xué)的研究過程體現(xiàn)了物理學(xué)研究的一般性過程,由實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),再利用圖象分析數(shù)據(jù),最后得出物理規(guī)律 B.從數(shù)學(xué)角度來看,圖中直線方程為y=kx+b(其中y對應(yīng)v,x對應(yīng)t,b是縱軸截距對應(yīng)v0,k對應(yīng)加速度a),則速度與時(shí)間的關(guān)系就是v=v0+at C.從數(shù)學(xué)角度來看,圖中直線方程為y=kx(其中y對應(yīng)v,x對應(yīng)t,k對應(yīng)加速度a),則速度與時(shí)間的關(guān)系就是v=at D.作圖時(shí),能夠讓大部分點(diǎn)落在上面的直線上更能體現(xiàn)小車的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律3.某同學(xué)利用光電門研究物體運(yùn)動規(guī)律,求物體運(yùn)動加速度,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)首先他利用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測量了遮光條的寬度,其讀數(shù)如圖乙所示,則遮光條的寬度d為cm。(2)然后利用米尺測量出兩光電門之間的距離,如圖丙所示,則米尺的讀數(shù)x為cm。(3)組裝好實(shí)驗(yàn)器材后,將滑塊由靜止釋放,在重錘的牽引下沿長木板做加速運(yùn)動,經(jīng)測量可知滑塊通過兩光電門時(shí),遮光條的擋光時(shí)間分別為△t1=×10﹣2s、△t2=×10﹣2s,由以上可求得該滑塊做勻加速直線運(yùn)動時(shí)的加速度大小為m/s2(結(jié)果保留兩位小數(shù))。4.如圖甲所示,一條質(zhì)量和厚度不計(jì)的紙帶,纏繞在直徑為d的定滑輪上,紙帶的下端懸掛一質(zhì)量為m的重物。將重物由靜止釋放,滑輪將在紙帶帶動下轉(zhuǎn)動,紙帶和滑輪不打滑。為了分析滑輪轉(zhuǎn)動時(shí)角速度的變化情況,釋放重物前將紙帶先穿過一電火花計(jì)時(shí)器,計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,通過研究紙帶的運(yùn)動情況得到滑輪角速度的變化情況,如圖乙所示。圖丙為計(jì)時(shí)器打出的紙帶中的一段,在這一段上取了3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,其中x1=、x2=。圖丁為使用20分度游標(biāo)卡尺測量滑輪直徑的示意圖。(1)根據(jù)圖丁中游標(biāo)卡尺的刻度,可得滑輪的直徑dcm;(2)根據(jù)圖丙中所給數(shù)據(jù),可以求出打下B點(diǎn)時(shí)滑輪的角速度為rad/s;(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)圖丙中所給數(shù)據(jù),可以求出重物下落的加速度為m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。5.在高架道路上,一般限速80km/h,為監(jiān)控車輛是否超速,設(shè)置了一些“電子警察”系統(tǒng),其工作原理如圖所示,路面下相隔L埋設(shè)兩個(gè)傳感器線圈A和B,當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈正上方時(shí),傳感器能向數(shù)據(jù)采集器發(fā)出一個(gè)電信號:若有一輛汽車(在本題中可看做質(zhì)點(diǎn))勻速經(jīng)過該路段,兩傳感器先后向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送信號,時(shí)間間隔為△t,經(jīng)微型計(jì)算機(jī)處理后得出該車的速度,若超速,則計(jì)算機(jī)將指令架設(shè)在路面上方的照相機(jī)C對汽車拍照,留下違章證據(jù),根據(jù)以上信息,回答下列問題:(1)試寫出微型計(jì)算機(jī)計(jì)算汽車速度的表達(dá)式v=.(2)若L=5m,△t=,則照相機(jī)將工作.(填“會”或“不會”)在研究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,小車在某一力的作用下做勻加速運(yùn)動,圖為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=秒,則:(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為m/s。(2)運(yùn)動小車的加速度大小為m/s2。6.某同學(xué)用圖甲所示的裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)所用交流電的頻率為50Hz.圖乙是實(shí)驗(yàn)中打出的一段紙帶,截取其中部分紙帶,從O點(diǎn)開始每5個(gè)打點(diǎn)間隔取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別記為A、B、C、D,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出。回答下列問題:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時(shí),求小車瞬時(shí)速度v的大小和小車的加速度α的大小;(2)用(1)的方法可以計(jì)算出A、B、C、D等各點(diǎn)的速度大小,繪制成v﹣t圖象,如圖丙所示。我們可以用圖線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”求位移。試通過加速度的定義式,結(jié)合v﹣t圖象推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移公式x=v0t+at2。(3)若把實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)想成如圖丁所示的模型:水平桌面上的小車,用輕繩跨過定滑驗(yàn)使之與裝有砝碼的托盤相連,調(diào)整滑輪使輕繩與桌面平行。已知小車的質(zhì)量為M,砝碼和托盤的總質(zhì)量為m,重力加速度為g,不計(jì)摩擦阻力與空氣的阻力。根據(jù)牛頓第二定律,求細(xì)線作用于小車的拉力F;根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果分析說明當(dāng)滿足什么條件時(shí),細(xì)線作用于小車的拉力F近似等于砝碼和托盤共同所受的重力mg?7.為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為d=的遮光板,如圖所示,滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為△t1=,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為△t2=,遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為△t=,求滑塊的加速度大小。如圖是利用位移傳感器測量速度的示意圖。這個(gè)系統(tǒng)有發(fā)射器A與接收器B組成,發(fā)射器A能夠發(fā)射紅外線和超聲波信號,接收器B可以接受紅外線和超聲波信號。發(fā)射器A固定在被測的運(yùn)動物體上,接收器B固定在桌面上。測量時(shí)A向B同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖(即持續(xù)時(shí)間很短的一束紅外線和一束超聲波)。已知實(shí)驗(yàn)時(shí)聲波傳播速度約為300m/s,紅外線的傳播速度約為×108m/s,(由于A、B距離近,紅外線傳播速度太快,紅外線的傳播時(shí)間可以忽略)請根據(jù)以上數(shù)據(jù)和下面表格數(shù)據(jù)回答下面的問題:紅外線接受時(shí)刻超聲波接受時(shí)刻(1)小車是靠近接收裝置還是遠(yuǎn)離接收裝置?請說明理由。(2)估算小車在末的瞬時(shí)速度是多少?(3)若發(fā)射和接收裝置都安裝在C上,信號由C發(fā)出,經(jīng)小車D反射后再由C接受,這樣只利用超聲波信號就可以測量小車速度了。若第一個(gè)信號發(fā)射時(shí)刻為末,經(jīng)過接受到反饋信號;然后在第發(fā)射了第二個(gè)信號,再經(jīng)過接受到反饋信號,請根據(jù)這4個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算小車的瞬時(shí)速率。

解析:探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,小車運(yùn)動即可,木板水平放置或傾斜放置均可,A錯(cuò)誤;為了減小測量誤差,應(yīng)每隔四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)為計(jì)數(shù)點(diǎn),B正確;使用毫米刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí),因?yàn)樽钚》侄葹?mm,必須估讀到最小分度的下一位,C正確;描繪小車的v﹣t圖像時(shí),要描繪成一條平滑的曲線,讓盡量多的點(diǎn)均勻分布在圖象的兩邊,不要求所有的點(diǎn)都在圖象上,D錯(cuò)誤。解析:該同學(xué)的研究過程體現(xiàn)了物理學(xué)研究的一般性過程,由實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),再利用圖象分析數(shù)據(jù),最后得出物理規(guī)律,A正確;從數(shù)學(xué)角度來看,圖中直線方程為y=kx+b,(其中y對應(yīng)v,x對應(yīng)t,b是縱軸截距對應(yīng)v0,k對應(yīng)加速度a),注意圖線沒有經(jīng)過原點(diǎn)(0,0),則速度時(shí)間關(guān)系為v=v0+at.B正確,C錯(cuò)誤;作圖時(shí),能夠讓大部分點(diǎn)落在上面的直線上更能體現(xiàn)小車的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律,D正確。3.答案:(1);(2);(3)解析:(1)游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺,其精確度為,游標(biāo)卡尺的主尺讀

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