《實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》同步練習(xí)及答案
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1、 第 4 節(jié) 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度 研究物體的運(yùn)動(dòng), 就要知道物體運(yùn)動(dòng)的位移、 時(shí)間等,但這樣還不能完整地描述運(yùn)動(dòng). 生 活中,我們還會(huì)提出這樣的問題: 物體在哪個(gè)位置運(yùn)動(dòng)的更快如何描述物體在某一位置或某 時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢呢這就要知道物體在某位置的速度, 即瞬時(shí)速度, 為此, 本節(jié)就要學(xué)習(xí)一種 測量瞬時(shí)速度的方法. 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器. 2.學(xué)會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況. 3.利用 v- t 圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),描述物體的運(yùn)動(dòng). 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.兩
2、種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器當(dāng)接通 50 Hz 的交流電時(shí),都是每隔 s 打一次點(diǎn). 2.當(dāng)紙帶跟運(yùn)動(dòng)物體連在一起時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出物體在 不同時(shí)刻的位置, 線段上各點(diǎn)之間的間隔就表示出運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移, 根據(jù)平均 速度的定義式 v= Δx Δx 時(shí)刻的瞬時(shí)速度. ,當(dāng) Δt很短時(shí),可以認(rèn)為 等于 t Δt Δt 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上,檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上,并檢 查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好,墨粉紙盤是否夾在兩條紙帶之間.
3、 2.把計(jì)時(shí)器上的電源插頭插在交流 220 V 電源插座上. 3.接通開關(guān),用手水平地拉動(dòng)兩條紙帶,紙帶上就會(huì)打下一系列的點(diǎn)跡. 4.取下紙帶,從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始,往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn),如果數(shù)出 n 個(gè)點(diǎn),這些 點(diǎn)劃分出來的間隔數(shù)為 (n - 1) .由此計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)到第 n 個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 (n - 1) s. Δx 5.用刻度尺測量出第一個(gè)點(diǎn)到第 n 個(gè)點(diǎn)的距離 x,再利用公式 v = 計(jì)算紙帶通過這 Δt 段位移時(shí)的平均速度.把測量
4、和計(jì)算的結(jié)果填入表中. 6.在小紙帶上標(biāo)記連續(xù) 7 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)上記號(hào) A、B、C、D、 E、 F、G.用刻度尺測 量每相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的距離,分別記為 x1、x2、 x3、 x4、 x5、 x6,記錄到表中. 7.根據(jù)表中對紙帶數(shù)據(jù)的測量結(jié)果,運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)判斷:物體在這段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng) 是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)說出判斷的理由. 8.將 B、 C、 D、E、 F 作為測量點(diǎn),分別測量包含這些點(diǎn)的一段位移 x,由于 Δt很 小,求出 Δt內(nèi)的平均速度,即等于各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,記入表中. 四、注意事項(xiàng) 1.電源電壓要符合要求,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使
5、用 6 V 以下交流電源;電火花計(jì)時(shí)器使 用 220 V 交流電源. 2.實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度,必要時(shí)要進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換器材. 3.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定時(shí)再用手拉紙帶. 4.手拉紙帶時(shí),速度應(yīng)快一些,以防點(diǎn)跡太密集. 5.復(fù)寫紙不要裝反,每打完一條紙帶,應(yīng)調(diào)整一下復(fù)寫紙的位置,以保證打點(diǎn)清晰. 6.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長時(shí)間,打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源. 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 1.根據(jù)紙帶分析物體的運(yùn)動(dòng)情況并能計(jì)算平均速度. (1) 在紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔均為 s( 電源頻率為 50 Hz
6、) ,所以點(diǎn)跡密集的地方表 示紙帶運(yùn)動(dòng)的速度?。? Δx (2) 根據(jù) v=,求出任意兩點(diǎn)間的平均速度,這里 Δx可以用直尺測量出兩點(diǎn)間的距 Δt 離,Δt為兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔數(shù)與 s 的乘積.這里必須明確所求的是哪兩點(diǎn)之間的平均速度. 2.粗略計(jì)算瞬時(shí)速度 某點(diǎn) E 的瞬時(shí)速度可以粗略地由包含 E 點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度來表示,如圖 1- 4 -2 所示, vE≈ v DG或 vE≈ v DF. 圖 1- 4-2 Δx 說明:在粗略
7、計(jì)算 E 點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí),可利用 v= 公式來求解,但須注意的是,如 Δt 果取離 E 點(diǎn)越接近的兩點(diǎn)來求平均速度, 這個(gè)平均速度越接近 E 點(diǎn)的瞬時(shí)速度, 但是距離過小會(huì)使測量誤差增大,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個(gè)點(diǎn). 六、利用 v- t 圖象分析物體的運(yùn)動(dòng) 1. v-t 圖象 用橫軸表示時(shí)間 t ,縱軸表示速度 v,建立直角坐標(biāo)系.根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描 點(diǎn),然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來,即得到如圖 1- 4- 3 所示的 v- t 圖象. 圖 1- 4-3圖 1- 4-4 2. v-t 圖象的意義 v- t 圖象非常直觀地反映了速
8、度隨時(shí)間變化的情況,它并不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡. 3.勻速直線運(yùn)動(dòng)的 v- t 圖象 (1) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的 v- t 圖象是與時(shí)間軸平行的直線,如圖 1- 4- 4 所示,直線 a、 b 分別表示 va=4 m/s , vb=8 m/s. 1-4- 5 (2) 從勻速直線運(yùn)動(dòng)的 v-t 圖象中不僅可以看出速度的大小, 并且可以求出位移, 根據(jù) 位移公式 x= vt ,在 v- t 圖象中就對應(yīng)著邊長分別為 v 和 t 的一個(gè)矩形面積, 如圖 1-4- 5 中畫斜線的部分. 七、利用現(xiàn)代科技測速度的方法 1.借助傳感器用計(jì)算機(jī)測
9、速度.詳見課本. 2.借助數(shù)字計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌測速度.詳見課本. 這樣測得的速度也不是瞬時(shí)速度,應(yīng)是遮光條在遮光這段時(shí)間內(nèi)滑塊的平均速度. 3.利用頻閃照相分析計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng). 研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,除用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外,還可以用頻閃照相,在暗室里放上照相機(jī), 讓快門一直打開, 旁邊用頻閃燈照相, 因?yàn)轭l閃燈每隔相同時(shí)間瞬間閃光一次, 在照相底片上就留下物體的一系列像,研究物體在不同閃光時(shí)刻成的像,就能了解物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律. 因?yàn)轭l閃照相能記錄物體在不同時(shí)刻的位置, 所以也和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣能分析研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 .
10、 . 一、利用紙帶判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況 例 1 關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,下列敘述中正確的是 ( ) A.點(diǎn)跡均勻,說明紙帶做勻速運(yùn)動(dòng) B.點(diǎn)跡變稀,說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng) C.點(diǎn)跡變密,說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng) D.相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等 解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針打點(diǎn)的頻率一定 (50 Hz) ,相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等,如果 紙帶勻速運(yùn)動(dòng),點(diǎn)跡均勻;如果紙帶加速運(yùn)動(dòng),點(diǎn)跡變稀;如果紙帶減速運(yùn)動(dòng),點(diǎn)跡變密. 答案 ABD (1) 選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶為研
11、究對象. (2) 分析紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間間隔的變化情況. (3) 若點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離相等,就可判斷物體做勻速運(yùn)動(dòng),若點(diǎn)與點(diǎn)間距越來越大,則物體做加速運(yùn)動(dòng),反之做減速運(yùn)動(dòng) . 二、平均速度和瞬時(shí)速度的計(jì)算 例 2 圖 1- 4- 8 是一位同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為 s ,紙帶旁邊是一把最小刻度為 1 mm的直尺,試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體: (1) 在 AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度; (2) 在 B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度. 圖 1- 4-8 解析 (1) 根據(jù)平均速度的定義, AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于
12、 A 到 C 的位移跟所用 時(shí)間的比值.位移的大小可以從刻度尺上直接讀出: x= cm ,A 到 C 共 10 個(gè)點(diǎn), 9 個(gè)時(shí)間間 x 隔,所以 A 到 C 所用的時(shí)間 t = s×9= s ,所以 AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度 v = t =錯(cuò)誤 ! = m/s; (2) 根據(jù)公式 v = Δx B 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快 來計(jì)算 B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度. 為了盡量精確地反映物體在 B Δt 慢,我們
13、盡量在靠近 B 點(diǎn)的地方取得數(shù)據(jù), 例如取靠近 B 點(diǎn)的左右兩個(gè)點(diǎn), 左邊點(diǎn)在刻度尺 上的讀數(shù)是 1.77 cm ,右邊點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)是 2.65 cm ,那么 x= 2.65 cm - 1.77 cm =0.88 cm,兩點(diǎn)間相隔的時(shí)間為 t = s×2= s ,所以 B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vB= Δx =錯(cuò)誤!= Δt 0.22 m/s. 答案 (1) m/s (2) m/s 三、速度—時(shí)間圖象的理解
14、圖 1- 4-9 例 3 如圖 1- 4- 9 所示為某物體的 v- t 圖象,試說明該物體的運(yùn)動(dòng)情況. 解析 0~ 4 s 物體做加速運(yùn)動(dòng),末速度為 4~ 6 s 物體做減速運(yùn)動(dòng),末速度為 0; 12 m/s ; 6~ 7 s 物體做反向加速運(yùn)動(dòng),末速度大小為 4 m/s ; 7~ 8 s 物體做反向減速運(yùn)動(dòng),末速度為 0. 答案 見解析 1. 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條紙帶上的點(diǎn)跡不均勻,下列判斷正確的是 (
15、 ) A.點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動(dòng)的速度較大 B.點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動(dòng)的速度較小 C.點(diǎn)跡不均勻說明物體做變速運(yùn)動(dòng) D.點(diǎn)跡不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有故障 答案 BC 2.在下列四個(gè)圖象中,表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的是 ( ) 答案 BC 解析 在 v-t 圖象中表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖線是平行于 t 軸的一條直線; 在 x-t 圖象中 表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖線是過原點(diǎn)的直線,故選項(xiàng) B、 C項(xiàng)正確. 3.根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是 ( ) A.時(shí)間間隔 B .位移
16、 C .速率 D .平均速度 答案 AB 解析 因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 s 打一次點(diǎn),根據(jù)紙帶上打點(diǎn)的個(gè)數(shù)可確定出時(shí)間間隔, 故 A 正確;由刻度尺可直接測量出兩點(diǎn)間距離即位移大小, 故 B 正確;速率和平均速度可通 過上述 A、B 項(xiàng),再進(jìn)行計(jì)算方可求得,因此 C、D 項(xiàng)錯(cuò). 4.接通電源與釋放紙帶讓紙帶 ( 隨物體 ) 開始運(yùn)動(dòng),這兩項(xiàng)操作的時(shí)間順序是 ( ) A.先接通電源,后釋放紙帶 B.先釋放紙帶,后接通電源 C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D.先接通電源或先釋放紙帶都可以 答
17、案 A 解析 按照操作順序,必須先接通電源,讓計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶,所以只有 A 正確. 5.下列說法中正確的是 ( ) A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理基本一樣 B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣 C.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電頻率是一樣的 D.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是 s 答案 ACD 6.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是 50 Hz 的交流電,其相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔是 T,若紙帶上共 打出 N 個(gè)
18、點(diǎn),這紙帶上記錄的時(shí)間為 t ,則下列各式正確的是 ( ) A. T= C. T= s s , t = NT , t = (N- 1)T B D . T= s , t = (N- 1)T . T= s , t = NT 答案 C 7.某同學(xué)在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),得到了如圖 1-4- 10 所示的紙帶,從 O點(diǎn)開始, 每隔 s 取一個(gè)測量點(diǎn).測得 OA= 3.20 cm , A
19、B= 3.90 cm ,BC= 5.86 cm , CD= 7.58 cm , DE = 9.72 cm. 圖 1-4-10 則可判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)是 ________. D段上的平均速度為 ________. →D段上的平均速度為 ________. 答案 變速運(yùn)動(dòng) cm/s 8.練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)步驟如下: A.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在帶有定滑輪的長木板上,把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上,讓連接小車 的紙帶穿過限位孔,并壓在復(fù)寫紙下面 B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在 10 V 以下的直流電源上 C.拉動(dòng)紙帶后,再接通電源
20、D.取下紙帶,以紙帶上起始點(diǎn)為 O,依次在每個(gè)點(diǎn)上標(biāo)出 1、2、3、 ,用刻度尺分別 量出兩點(diǎn)間的距離,比較是否相等,判斷是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng) 試糾正以上步驟中錯(cuò)誤之處. 答案 A 中應(yīng)將計(jì)時(shí)器固定在沒有定滑輪的一端; B 交流電源上, C 先接通電源再拉動(dòng)紙帶; D 從能夠看清的點(diǎn)開始. 題型 1 應(yīng)用紙帶計(jì)算平均速度和瞬時(shí)速度 例 1 一同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶分析小車的運(yùn)動(dòng)速度時(shí),從幾條紙帶中選出了 一條不很完整的紙帶, 如圖 1- 4- 1 所示. 紙帶上有六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn), 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四 個(gè)點(diǎn)沒有畫出,所用交流電的頻率為 50 Hz
21、,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離已標(biāo)在圖中,單位是厘米. 圖 1- 4-1 (1) 計(jì)算 0~ 6 點(diǎn)之間的平均速度; (2) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第 4 個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度接近多少 答案 (1) m/s (2) m/s 解析 (1)0 到 6 點(diǎn)間的平均速度為: Δx v=Δt =錯(cuò)誤 ! ×10- 2 m/s = 0.676 m/s ≈0.68 m/s (2) 當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第 4 個(gè)點(diǎn)時(shí),小車的瞬時(shí)速度應(yīng)當(dāng)最接近于 3~ 5 點(diǎn)間的平均速度, 則 v = Δx35 =錯(cuò)誤 ! ×10 - 2 Δt35 m/s
22、 4 = 0.834 m/s ≈0.83 m/s 拓展探究 上例中若電源頻率低于 50 Hz 時(shí),如果仍按 50 Hz 的時(shí)間間隔打一個(gè)點(diǎn)計(jì)算, 則測出的速度數(shù)值將比物體的真實(shí)值是偏大還是偏小 答案 偏大 解析 當(dāng)交流電的頻率為 50 Hz 時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 s 打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)交流電的頻率低 于 50 Hz 時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打一次點(diǎn)的時(shí)間間隔 t 將大于 s ,即 t
23、 時(shí)間內(nèi)的位移我們用 s 的 x 位移計(jì)算 ( v = t ) ,因此測出的速度將比真實(shí)值偏大. Δx 該題考查學(xué)生應(yīng)用“極限”的思想求物體的瞬時(shí)速度的能力,其平均速度可由 v= Δt 求出,求瞬時(shí)速度時(shí),應(yīng)當(dāng)取包含該點(diǎn)的盡可能短的時(shí)間間隔,由平均速度代替瞬時(shí)速度 題型 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 . 例 2 汽車沿平直公路行駛,小明坐在駕駛員旁邊注視速度計(jì),并記下間隔相等的各時(shí)刻的速度值,如下表所示: t/s 0 5 10 15 20 25 30
24、35 40 45 50 v/(km ·h- 20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0 1 ) 根據(jù)小明的記錄內(nèi)容,試完成下列問題: (1) 從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時(shí)間內(nèi)的特點(diǎn):在 0~ 15 s 內(nèi),汽車的速度在變化,時(shí) 間每經(jīng)過 5 s 速度增大 ________km/h ;在 15~ 30 s 內(nèi)汽車速度不變,速度大小為 ________km/h ;在 30~ 45 s 內(nèi)汽車速度在變化,每 5 s 速度減小 ______km/h. (2) 請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),畫出對應(yīng)的 v- t 圖象.
25、 (3) 如果認(rèn)為在 0~ 15 s 內(nèi)速度變化是均勻的,你能在圖象中找出汽車在 s 時(shí)的速度值 嗎 答案 (1)10 50 15 (2) 見解析 (3) 能 35 km/h 解析 根據(jù)小明記錄的各個(gè)時(shí)刻的速度, 首先在速度—時(shí)間坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點(diǎn), 連接 各點(diǎn)得到速度圖象. (1) 分析小明記錄的數(shù)據(jù)不難得出答案為:10; 50; 15. (2) 描點(diǎn)畫圖后, v- t 圖象如右圖所示.
26、 (3) 能, 35 km/h 1.畫物理圖象的原則是準(zhǔn)確、清楚、布局合理、使用方便. 2.應(yīng)恰當(dāng)選取坐標(biāo)軸的分度. 3.要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目. 4.所畫圖線應(yīng)盡可能穿過較多的描點(diǎn) . 題型 3 v - t 圖象的理解和應(yīng)用 圖 1- 4-2 例 3 在節(jié)假日期間,你可能到公園或游樂場玩過蹦床,如圖 1- 4- 2 所示,是一名同 學(xué)某次從蹦床跳起后的 v- t 圖象,已知 t 2= 2t 1,結(jié)合你的體會(huì)和經(jīng)歷,分析下列問題: (1) 他的速度大小是如何變化的 (2) 哪段時(shí)間是上升的,哪段時(shí)間是下降的 (3)
27、 從圖象中可以看出,是選上升過程的速度方向?yàn)檎较?,還是選下降過程的速度方向?yàn)檎较? (4) 他在 t 2 時(shí)刻回到蹦床上了嗎 答案 見解析 解析 (1) 在 0~ t 1 時(shí)間內(nèi)速度由 v0 逐漸減小到零, 在 t 1~t 2 時(shí)間內(nèi)速度由零增大到 v0. (2) 速度由初速度 v0 減小到零的過程是上升過程,所對應(yīng)的時(shí)間為 0~t 1;速度由零增 大到 v0 的過程是下降過程,所對應(yīng)的時(shí)間為 t 1~ t 2. (3) 從圖象中可以看出,上升過程速度為正,下降過程速度為負(fù),因此,是選定上
28、升過程的速度方向?yàn)檎较颍? (4) 由于上升過程與下降過程是對稱的,故 t 2 時(shí)刻剛好回落到蹦床上. v- t 圖象中反映的物理量有: (1) 某一時(shí)刻瞬時(shí)速度的大小,可以從圖象上直接讀出; (2) 速度的方向,選 v 軸中的正方向?yàn)檎较?,如果速度為?fù)值則說明運(yùn)動(dòng)的方向跟選擇的正方向相反. (3) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象是一條平行于t 軸的直線. (4) 從勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象中不僅可以看出速度的大小, 而且可以求出位移, 據(jù)位移公式 x= vt ,在速度圖象中位移就對應(yīng)著邊長分別為
29、v 和 t 的矩形的面積 . 1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶 ( ) A.能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 B.只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 C.能準(zhǔn)確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度 D.可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 答案 BC 2.當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕,下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)痕 的說法正確的是 ( ) A.點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B.點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移 C.點(diǎn)在紙帶上的分布情況,反映了物體的質(zhì)量和形狀 D.點(diǎn)在
30、紙帶上的分布情況,反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況 答案 ABD 解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)記錄了物體的位置,而點(diǎn)的個(gè)數(shù)又記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間, 點(diǎn)間的距離記錄了物體運(yùn)動(dòng)的位移,故可反映物體的運(yùn)動(dòng)情況. 3.一物體做直線運(yùn)動(dòng)的圖象如圖 1- 4- 3 所示,則該物體 ( ) 圖 1- 4-3 A.先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng),速度方向相同 B.先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng),速度方向相反 C.先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng),速度方向相同 D.先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng),速度方向相反 答案 A 解析 根據(jù)圖象可知,物體速度先增大后減小
31、,即先做加速運(yùn)動(dòng), 后做減速運(yùn)動(dòng). 由于 圖線在時(shí)間軸上方,速度方向都為正,方向相同,故選 A 正確. 4.某物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖 1- 4- 4 所示,下列說法中正確的是 ( ) 圖 1- 4-4 A.物體在第 1 s 末運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化 B.第 2 s 內(nèi)、第 3 s 內(nèi)的速度方向是相同的 C.物體在第 2 s 內(nèi)返回出發(fā)點(diǎn),向反方向運(yùn)動(dòng) D.在這 7 s 內(nèi)物體的位置始終不會(huì)為負(fù)值 答案 D 解析 物體在第 1 s 末運(yùn)動(dòng)方向沒有發(fā)生變化, A
32、錯(cuò);第 是相反的, B 錯(cuò);物體在第 2 s 內(nèi)位移變大,向正方向運(yùn)動(dòng), 故物體的位置始終不會(huì)為負(fù)值, D 項(xiàng)正確. 2 s 內(nèi)、第 3 s 內(nèi)的速度方向 C 錯(cuò);物體做的是往復(fù)運(yùn)動(dòng), 5.如圖 1-4- 5 所示為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的 v-t 圖象,對于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),下列說 法中正確的是 ( ) 圖 1- 4-5 A.質(zhì)點(diǎn)甲向所選定的正方向運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)乙與甲的運(yùn)動(dòng)方向相反 B.質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同 C.在相同的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同
33、 D.質(zhì)點(diǎn)甲、乙之間的距離一定越來越大 答案 A 解析 速度、位移都是矢量,其正負(fù)表示與選取正方向的關(guān)系,兩個(gè)矢量相同,必須大 小和方向都相同;由于題目沒有指明甲、 乙兩質(zhì)點(diǎn)的初始位置,所以只根據(jù)甲、乙的速度反 向,不能判斷其具體的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,它們有可能相向運(yùn)動(dòng),也可能是反向運(yùn)動(dòng). 圖 1- 4-6 6.在圖 1- 4- 6 所示的 v- t 圖中, A、B 兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從同一點(diǎn)在一條直線上開始運(yùn)動(dòng), 運(yùn)動(dòng)規(guī)律用 A、 B 兩圖線表示,下述敘述正確的是 ( ) A. t =1 s 時(shí), B 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變 B. t
34、=2 s 時(shí), A、 B 兩質(zhì)點(diǎn)間距離一定等于 2 m C. A、B 同時(shí)從靜止出發(fā),朝相反的方向運(yùn)動(dòng) D.在 t = 4 s 時(shí), A、 B相遇 答案 BC 解析 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變,即速度的正負(fù)發(fā)生變化,顯然是在 t = 2 s 時(shí) B質(zhì)點(diǎn) 改變運(yùn)動(dòng)方向,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤; t =2 s 時(shí),質(zhì)點(diǎn) A 的位移是 1 m,質(zhì)點(diǎn) B 的位移是- 1 m,兩 質(zhì)點(diǎn)間距
35、離一定等于 2 m,選項(xiàng) B 正確;由題圖可知, t =0 時(shí), A、B 兩者 v= 0,此后 2 s 內(nèi), vA>0, vB<0,故選項(xiàng) C 正確; t =4 s 時(shí),兩者速度相等,并非位移相等 (相遇 ),選項(xiàng) D 錯(cuò)誤. 7.使用電火花計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中,有如下基本步驟: A.把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上 B.安裝好紙帶 C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng) D.接通 220 V 交流電源
36、 E.按下脈沖輸出開關(guān),進(jìn)行打點(diǎn) 這些步驟正確的排列順序?yàn)?________. 答案 ABDEC 8.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)以記 錄小車的運(yùn)動(dòng)情況.在這一實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟,其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有: (1)________________________________ ; (2)________________________________ . A.拉住紙帶,將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,放開紙帶,再接通電源. B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電路. C.把一條繩拴在小車上
37、,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著適當(dāng)重的鉤碼. D.取下紙帶. E.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔. 將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上. ________________________________________________________________________ 答案 (1)A 中應(yīng)先接通電源, 再釋放紙帶 (2)D 中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源 順序?yàn)椋? BECAD 9.用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能夠更精確地測量物體的瞬時(shí)速度.如圖
38、 1- 4-7 所示, 滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個(gè)光電門, 配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過第一個(gè)光 電門的時(shí)間為 Δt1= s ,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為 Δt2= s ,已知遮光條的寬度為 3.0 cm, 試分別求出滑塊通過第一個(gè)光電門和第二個(gè)光電門時(shí)的速度大?。? 圖 1- 4-7 答案 m/s m/s 解析 滑塊通過光電門的時(shí)間極短,可以用短程內(nèi)的平均速度來表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速 d 度.由平均速度的定義可計(jì)算,滑塊通過第一個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度 v1=
39、 Δt1=錯(cuò)誤 ! = m/s;滑塊通過第二個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度 v2= d =錯(cuò)誤 ! = m/s. Δt 2 10.如圖 1- 4- 8 所示,甲、乙兩圖象分別是某個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的 x- t 圖象和 v- t 圖象, 試說明在兩圖象中的 OA、 AB、BC、 CD、DE各個(gè)階段表示質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動(dòng) 圖 1- 4-8 答案 見解析 解析 題圖甲是位移圖象,各段表示的運(yùn)動(dòng)情況如下: OA 段表示質(zhì)點(diǎn)從原點(diǎn)出發(fā)向正 方向做勻速直線運(yùn)動(dòng); AB段表示質(zhì)點(diǎn)靜止在某一位置處; BC段表示質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向做勻速直 線運(yùn)動(dòng)又回到了出發(fā)點(diǎn); CD段表示質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移為負(fù)值; DE段 表示質(zhì)點(diǎn)沿正方向做勻速運(yùn)動(dòng),最終又回到了出發(fā)點(diǎn). 題圖乙是速度圖象,各段表示的運(yùn)動(dòng)情況如下: OA 段速度增大,質(zhì)點(diǎn)做初速度為零的 加速直線運(yùn)動(dòng); AB 段表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng); BC段表示質(zhì)點(diǎn)仍向前運(yùn)動(dòng),速度逐漸減小直至零,是減速直線運(yùn)動(dòng); CD段表示質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向做加速直線運(yùn)動(dòng),負(fù)值表示速度的方向;DE段表示質(zhì)點(diǎn)仍然沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),速度逐漸減小,最終減為零.
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