《浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第十章 課時(shí)訓(xùn)練1 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第十章 課時(shí)訓(xùn)練1 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（含解析）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)訓(xùn)練1 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度、探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律和探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
基礎(chǔ)鞏固
1.某同學(xué)利用如圖所示電路做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。
(1)某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖甲所示,則該同學(xué)出錯(cuò)的原因是 。?
A.紙帶置于復(fù)寫(xiě)紙上方
B.紙帶沒(méi)有穿過(guò)限位孔
C.小車運(yùn)動(dòng)方向與紙帶不在一條直線上
D.所掛鉤碼太多
(2)該同學(xué)在老師指導(dǎo)下糾正上述錯(cuò)誤后,正確打出紙帶如圖乙所示,根據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,將D點(diǎn)的速度填入下表(保留三位有效數(shù)字)。
t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
v(m/s)
0
2、.126
0.153
0.203
0.225
(3)在圖丙所示坐標(biāo)系中作出小車的v-t圖線。
(4)根據(jù)圖線求出a= m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。?
(5)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,此交點(diǎn)的物理意義是 。?
解析:(1)由于打出的點(diǎn)不在一條直線上,說(shuō)明小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,紙帶左右擺動(dòng),紙帶沒(méi)有通過(guò)限位孔,選項(xiàng)B正確。
(2)D點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于C,E間的平均速度,
故vD== m/s=0.180 m/s。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),連線,如圖所示。
(4)在vt圖象中,圖象的斜率表示加速度,
則a= m/s2≈0.26 m/s2。
(5)將
3、圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,表示零時(shí)刻的速度,即A點(diǎn)的速度。
答案:(1)B (2)0.180(0.178～0.182均可) (3)見(jiàn)解析圖
(4)0.26(0.22～0.26均可)
(5)代表A點(diǎn)的速度
2.在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),
(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用的電源是低壓電源,應(yīng)接于如圖甲中的 (選填“①”或“②”)接線柱,其打點(diǎn)頻率為 Hz。?
(2)某同學(xué)是采用vt圖象來(lái)求加速度的。如圖乙是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次為B,C,D,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交變電源上。打點(diǎn)
4、計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí),小車的速度為 m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?
(3)其余各點(diǎn)的速度都標(biāo)在了vt坐標(biāo)系中,如圖丙所示。t=0.10 s時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器恰好打B點(diǎn)。請(qǐng)你將(2)中所得結(jié)果標(biāo)在圖丙所示坐標(biāo)系中(其他點(diǎn)已標(biāo)出),并作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖線;利用圖線求出小車此次運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?
解析:(2)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T=0.1 s,
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知
vC== m/s=0.44 m/s。
(3)如圖所示(作圖時(shí)舍去其中不合理的點(diǎn)),在vt圖線中,圖線的斜率大小等于小車運(yùn)動(dòng)加速度大小,即在圖線上取兩點(diǎn),根據(jù)a=可得
5、a=1.0 m/s2。
答案:(1)① 50 (2)0.44 (3)圖象見(jiàn)解析 1.0
3.在進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,
(1)下圖為實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行平衡阻力操作時(shí),按下打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)關(guān)前的實(shí)驗(yàn)情景圖,相關(guān)操作不妥的有:(請(qǐng)寫(xiě)出兩點(diǎn)) 、? 。?
(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行砝碼質(zhì)量m和小車質(zhì)量M的選取,以下最合理的一組是 。?
A.M=300 g,m=10 g,20 g,30 g,40 g,50 g,60 g
B.M=300 g,m=10 g,30 g,50 g,70 g,90 g,110 g
C.M=600 g,m=10 g,20 g,30 g,40
6、g,50 g,60 g
D.M=600 g,m=10 g,30 g,50 g,70 g,90 g,110 g
解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源,且平衡摩擦力時(shí),不應(yīng)將裝砝碼的托盤(pán)系在小車上。
(2)為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性,應(yīng)該使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤(pán)的質(zhì)量,故選C。
答案:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)接直流電源 平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)將裝砝碼的托盤(pán)系在小車上 (2)C
4.用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時(shí),小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系,某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝沙子的質(zhì)量;
B.按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材;
C.把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑
7、輪懸掛小桶;
D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在電壓為6 V的蓄電池上,接通電源,放開(kāi)小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),并在紙帶上標(biāo)明小車的質(zhì)量;
E.保持小桶及其中沙子的質(zhì)量不變,增加小車上的砝碼個(gè)數(shù),并記錄每次增加后的M值,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn);
F.分析每條紙帶,測(cè)量并計(jì)算出加速度的值;
G.作aM關(guān)系圖象,并由圖象確定aM關(guān)系。
(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是 ,該步驟應(yīng)排在 步驟之后。?
(2)在上述步驟中,有錯(cuò)誤的是 ,應(yīng)把 改為 。?
(3)在上述步驟中,處理不恰當(dāng)?shù)氖恰 ?應(yīng)
8、把 改為 。?
解析:實(shí)驗(yàn)中把小桶及其中沙子的重力看做與小車所受拉力大小相等,沒(méi)有考慮摩擦力,故必須平衡摩擦力,應(yīng)安排在步驟B之后進(jìn)行;電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電壓的蓄電池上將無(wú)法工作,必須接在6 V以下交流電源上。作aM關(guān)系圖象,得到的是雙曲線,很難作出正確的判斷,必須“化曲為直”,改作a關(guān)系圖象。
答案:(1)平衡摩擦力 B
(2)D 電壓為6 V的蓄電池 6 V以下交流電源
(3)G a-M a-
5.電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是一種計(jì)時(shí)的儀器,均使用交流電源,若電源的頻率為50 Hz 時(shí),它們每隔 s打一個(gè)點(diǎn)。?
(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),應(yīng)該
9、先 再 (選填“釋放紙帶”或“接通電源”)。?
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),牽動(dòng)紙帶的快慢不均勻,對(duì)相鄰兩點(diǎn)所表示的時(shí)間 (選填“有”或“沒(méi)有”)影響。?
(3)在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)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(mén)=0.1 s。根據(jù)實(shí)驗(yàn)給出的數(shù)據(jù)可以判斷小車:①D點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為 m/s;②運(yùn)動(dòng)小車的加速度大小為 m/s2。(要求保留3位有效數(shù)字)?
解析:電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為 50 Hz,所以打點(diǎn)周期為0.02 s。
(1
10、)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該先接通電源,再釋放紙帶。
(2)沒(méi)有影響。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02 s,與兩點(diǎn)之間的距離
無(wú)關(guān)。
(3)利用EC段的平均速度求D點(diǎn)的瞬時(shí)速度vD==1.58 m/s;再分別求出B,C點(diǎn)的速度,從而求得加速度的大小 a=3.52 m/s2。
答案:0.02 (1)接通電源 釋放紙帶 (2)沒(méi)有
(3)1.58 3.52
能力提高
6.數(shù)字化信息系統(tǒng)DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等),應(yīng)用傳感器和數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)獲取和輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算機(jī)的快速處理得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,提高了教學(xué)效率,使學(xué)生可以有更多的時(shí)間用于自主探究活動(dòng),改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。
下面通過(guò)D
11、IS在長(zhǎng)木板上研究物體加速度與力的關(guān)系,如圖甲實(shí)驗(yàn)
裝置。
(1)本實(shí)驗(yàn)中 (選填“要”或“不要”)平衡摩擦力。?
(2)本實(shí)驗(yàn)鉤碼所受的重力作為小車所受拉力,需要滿足 。?
(3)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),得到數(shù)據(jù),畫(huà)出圖象(如圖乙所示)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是 。?
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
D.所用小車的質(zhì)量太大
(4)如圖乙,F不斷增大,AB這一曲線不斷延伸,那么加速度趨向值為 。如圖乙,F不斷增大,那么繩子的拉力趨向值為
12、 。?
解析:(1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí),用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力,所以需要平衡摩擦力;
(2)以小車與鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,
系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力mg,
由牛頓第二定律得mg=(M+m)a,
小車的加速度a=,
小車受到的拉力F=Ma=,
當(dāng)m?M時(shí),可以認(rèn)為小車受到的合力等于鉤碼的重力,所以應(yīng)滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和位移傳感器的總質(zhì)量;
(3)小車與軌道之間存在摩擦,會(huì)造成圖象不過(guò)原點(diǎn),不會(huì)造成aF圖象偏離直線,故A錯(cuò)誤;只有導(dǎo)軌保持水平,小車受到的拉力才保持不變,所以導(dǎo)軌保持水平,不會(huì)造成aF圖象偏離直線,故B錯(cuò)誤;如果鉤碼的質(zhì)量
13、太大,則小車受到的合力小于鉤碼的重力,實(shí)驗(yàn)誤差較大,aF圖象偏離直線,故C正確;當(dāng)m?M時(shí),可以認(rèn)為小車受到的合力等于鉤碼的重力,aF圖象是一條直線,故D錯(cuò)誤。
(4)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí),鉤碼所受的重力才能作為小車所受合外力,如果增大鉤碼的質(zhì)量,則合外力增大,AB這一曲線不斷延伸,根據(jù)小車的加速度a=,當(dāng)M?m時(shí),加速度趨向值為g;此時(shí)對(duì)于小車和位移傳感器,F=Ma,F趨向值為小車和位移傳感器的總
重力。
答案:(1)要 (2)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和位移傳感器的總質(zhì)量
(3)C (4)g 小車和位移傳感器的總重力
7.在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某小
14、組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中上下兩層水平軌道表面光滑,可不計(jì)摩擦。兩小車前端系上細(xì)線,細(xì)線跨過(guò)定滑輪并掛上砝碼盤(pán),兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),然后同時(shí)停止。
(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)調(diào)整滑輪的高度,使 ;?
在實(shí)驗(yàn)時(shí),為減小系統(tǒng)誤差,應(yīng)使砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量 (選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“等于”)小車的質(zhì)量。?
(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較兩小車的 (選填“質(zhì)量”“位移”或“速度”)來(lái)比較小車加速度的大小,能這樣比較,是因?yàn)椤? 。?
解析:(1)小車與滑輪之間的細(xì)線水平(或與軌道平行)時(shí),小車受
15、拉力才是恒定的。只有在滿足砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下,小車所受的合力即細(xì)線拉力才等于砝碼和砝碼盤(pán)的總重力。
(2)兩車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,根據(jù)x=at2知,x與a成正比。所以,本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較兩小車的位移來(lái)比較兩小車加速度的大小。
答案:(1)小車與滑輪之間的細(xì)線水平(或與軌道平行) 遠(yuǎn)小于 (2)位移 兩車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,位移與加速度成正比
8.小明同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),桌上已經(jīng)有一系列器材:附有定滑輪的軌道、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、塑料小桶、砝碼、刻度尺、學(xué)生電源及導(dǎo)線等。
16、(1)實(shí)驗(yàn)還需要選用圖甲中的某些器材,其名稱是 。?
(2)小明同學(xué)經(jīng)過(guò)正確操作,獲得如圖乙所示三條紙帶:一條紙帶是利用空車與空桶所得,一條是利用空車與加砝碼的小桶所得,一條紙帶是利用加鉤碼的小車與空桶實(shí)驗(yàn)所得。哪條是利用空車與加砝碼的小桶實(shí)驗(yàn)所得 (選填“①”“②”或“③”)。?
(3)小明經(jīng)過(guò)思考,進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)用如圖丙所示裝置研究加速度與力的關(guān)系,圖中帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。實(shí)驗(yàn)時(shí),下列操作必要且正確的是 。?
A.未吊沙桶時(shí)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動(dòng)
B.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打
17、出一條紙帶,同時(shí)記錄傳感器的示數(shù)
C.改變沙和沙桶質(zhì)量,打出幾條紙帶
D.用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量
E.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的
質(zhì)量
解析:(1)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中需要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車的加速度,所以選擇打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;需要測(cè)量小車質(zhì)量,所以選擇天平。
(2)根據(jù)牛頓第二定律F=ma,空車時(shí)質(zhì)量m最小,加砝碼時(shí)小桶的拉力F最大,此時(shí)小車加速度最大,在三條紙帶中,紙帶③加速度最大。
(3)沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,原因是為了讓拉力F近似等于沙和沙桶的重力,在該實(shí)驗(yàn)方案中由拉力傳感器可以直接讀出拉力大小,不需要沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,也不需要測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量,故D,E錯(cuò)誤;平衡摩擦力使小車受到的合力為拉力,故A正確;為了打出更多的點(diǎn),所以必須讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,故B正確;改變沙和沙桶質(zhì)量,打出幾條紙帶,目的是多次測(cè)量求平均值,故C正確。
答案:(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、天平
(2)③
(3)ABC
- 8 -
浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第十章 課時(shí)訓(xùn)練1 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（含解析）
