2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律基礎(chǔ)鞏固思考物體的運動通常是比較復(fù)雜的，物體的運動規(guī)律各不相同。高山滑雪、鴿子飛翔、獵豹捕食等這些運動中都有速度的變化。怎樣探索速度隨時間變化快慢的規(guī)律呢？基礎(chǔ)知識點鞏固1.實驗器材：__________、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、____________________、小車、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。2.實驗思路：(1)利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的__________。(2)用v－t圖像表示小車的運動情況：以__________為縱軸、__________為橫軸建立直角坐標(biāo)系，用__________畫出小車的v－t圖像，圖線的傾斜程度表示____________，如果v－t圖像是一條傾斜的直線，說明小車的速度是_______變化的?；A(chǔ)練習(xí)鞏固1.（多選）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是()A.通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上（使細(xì)繩和木板平面平行）B.小車應(yīng)放在靠近打點計時器的一端C.實驗時應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車，打完點要先斷開電源后取紙帶D.鉤碼的質(zhì)量越大越好2.在研究勻變速直線運動的實驗中，已算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度，則為了計算加速度，最佳的方法是()A.根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度用公式算出加速度B.依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖像，量取其傾角θ，用求出加速度D.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖像，由圖像上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度3.某同學(xué)利用如圖所示實驗儀器做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗，下列操作或說法正確的是()A.本實驗需要平衡摩擦力B.實驗時，先釋放小車，再接通電源C.本實驗需要調(diào)整定滑輪的高度，使細(xì)繩與木板平行D.為減小誤差，實驗中一定要保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量4.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2.0cm的遮光條。如圖，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一個光電門的時間為0.20s，通過第二個光電門的時間為0.05s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間t為2.5s，試估算滑塊的加速度為()A. B. C. D.5.某同學(xué)按如圖（a）所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，圖（b）為實驗中所用打點計時器的學(xué)生電源.由學(xué)生電源可以判斷該同學(xué)選用的是圖（c）中的_______（填“甲”或“乙”）.圖（b）中存在的錯誤：①_______；②_______接學(xué)生電源.6.在“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)操作過程中有以下實驗步驟：A.換上紙帶重復(fù)做三次，選擇一條較為理想的紙帶；B.將打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，接上電源；C.把小車停在靠近打點計時器的地方，先放開小車，再接通電源；D.斷開電源，取下紙帶；E.把一條細(xì)繩拴在小車前端，繩跨過滑輪掛上鉤碼；F.把紙帶固定在小車后端并讓紙帶穿過打點計時器.以上步驟有錯誤的是______，錯誤步驟修改正確后，請將上述實驗步驟進(jìn)行排序______.（填步驟前的字母）拔高提升7.某探究小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，圖乙是某次實驗獲取的一段紙帶。請你根據(jù)題圖回答以下問題：（1）除了圖甲中標(biāo)出的器材外，還需要___________。A.彈簧測力計 B.刻度尺 C.天平 D.秒表（2）本次實驗選擇的打點計時器是圖___________（填“丙”或“丁”）中的計時器，該計時器的工作電壓是___________（填“低壓交流”或“220V交流”）電。（3）根據(jù)圖乙中記錄的實驗數(shù)據(jù)，可以推算出此次實驗所用的刻度尺是___________。A.毫米刻度尺 B.厘米刻度尺8.“祖沖之”研究小組在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗。（1）如圖甲所示，所用電火花計時器的工作電壓為________；A.交流220V B.直流220V C.直流6V D.交流6V（2）某次實驗得到一條清晰紙帶，其一部分如圖乙所示，已知電火花計時器所用電源的頻率為50Hz，每兩個計數(shù)點間還有一個計時點沒畫出，則計數(shù)點E所在位置的刻度尺讀數(shù)為________cm，小車通過E點時的瞬時速度為________m/s（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），請在坐標(biāo)紙丙上描出E點且擬合圖線，并求解小車運動的加速度________（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。9.某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了由靜止釋放被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個計數(shù)點，相鄰點間的距離如圖甲所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個計時點未畫出，電源頻率為50Hz.（1）實驗時紙帶的______（填“左”或“右”）端是和小車相連的；（2）根據(jù)圖甲紙帶上的數(shù)據(jù)，算出打D點時小車的瞬時速度大小，并將值填入下表中，結(jié)果保留3位有效數(shù)字；計數(shù)點BCD速度v/（）0.2600.300______（3）以A點為計時起點，將B、C、D各點對應(yīng)的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫出圖線如圖乙所示.由圖可得小車的加速度大小為______（保留2位有效數(shù)字），圖中圖線與縱軸的交點的物理意義是______.10.小明為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，在滑塊上安裝了寬度為的遮光板，如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為，通過第二個光電門的時間為，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為，則∶（1）滑塊通過光電門1時的速度_________m/s，滑塊通過光電門2時的速度___________m/s?；瑝K的加速度___________（所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（2）由此測得的瞬時速度和只是一個近似值，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的___________，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將遮光片的___________減小一些。11.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，打點計時器接在低壓交流電源上，電源頻率為50Hz，某同學(xué)在打出的紙帶上共取了六個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點間有四個點未畫出），如圖甲所示.從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段（分別為段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖乙.（1）若在圖乙xOy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示關(guān)系的圖線，其中______軸相當(dāng)于v軸，______軸相當(dāng)于t軸.（均填“x”或“y”）（2）從計數(shù)點A開始計時，為求出時刻的瞬時速度，需要測出______段紙帶的長度.（3）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可求出加速度的大小為______.12.利用如圖1所示的實驗裝置探究小車速度隨時何變化的規(guī)律，得到了一條如圖2所示的紙帶，在紙帶上每隔4個點標(biāo)記一個計數(shù)點，記為A、B、C、D、E、F、G，測出相鄰兩計數(shù)點的距離分別為、、、、、。查得打點計時器所接電源的頻率。（1）下表列出了打點計時器打下B、C、E、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D點時小車的瞬時速度大小。（保留2位有效數(shù)字）位置BCDEF速度（）0.7370.8010.9280.994（2）設(shè)時打下B點，利用上述表格中的數(shù)據(jù)可以在坐標(biāo)圖3中畫出小車的圖線，根據(jù)你所畫的圖線，小車運動的加速度________。（保留2位有效數(shù)字）（3）將所畫的圖線延長與縱軸相交，推算出交點的縱坐標(biāo)值為________m/s。（保留2位有效數(shù)字）13.如圖甲所示，小車開始在水平玻璃板上運動，后來在薄布上做減速運動.某同學(xué)用打點計時器記錄小車的運動情況，所打出的紙帶及相鄰兩點間的距離（單位：cm）如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點間對應(yīng)的時間間隔為0.02s.（1）計算打點計時器打出點2、3時小車的速度大小，填入表中.計數(shù)點序號12345速度0.75____________0.450.35（2）在平面直角坐標(biāo)系中作出小車在薄布上運動的圖像.（3）求出小車在玻璃板上的運動速度大小.14.小華同學(xué)在“研究勻變速直線運動”的實驗中，將打點計時器固定在某處，在繩子拉力的作用下小車拖著穿過打點計時器的紙帶在水平木板上運動，如圖1所示。由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶的一段。如圖2所示，在打點計時器打出的紙帶上確定出八個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，并用刻度尺測出了各計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)的單位是cm。（1）小華利用家庭電源來做實驗，因此應(yīng)該選擇___________打點計時器，工作電壓為___________。（2）根據(jù)紙帶提供的信息，小華同學(xué)已經(jīng)計算出了打下1、2、3、4、5這五個計數(shù)點時小車的速度、請你幫助他計算出打下計數(shù)點6時小車的速度（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）并填入下表___________。計數(shù)點123456t/s0.10.20.30.40.50.60.35804000.4400.4850.530（3）根據(jù)圖像可知，小車運動的加速度為___________（保留2位有效數(shù)字）。思維拓展15.某一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想通過打點計時器在紙帶上打出的點跡來探究小車速度時間變化的規(guī)律。該小組在規(guī)范操作下得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，在紙上依次選出7個計數(shù)點，分別標(biāo)上A、B、C、D、E、F和G，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率是50Hz。（以下結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（1）打D點時小車的速度_______cm/s。（2）分別算出其他各點的速度：，，，，請在如圖所示的坐標(biāo)系中作出小車運動的圖像（以打A點時開始計時）_______。根據(jù)圖線求出小車運動的加速度_______；將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)的物理意義是_______。（3）實驗完畢后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗時電源的實際頻率小于50赫茲，那么速度值比實際值_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。16.某一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想通過打點計時器在紙帶上打出的點跡來探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，實驗裝置如圖所示。（1）常見的打點計時器使用的都是________電源（填“直流”或“交流”），當(dāng)電源頻率為時，每隔________s打一個點。（2）關(guān)于本實驗，下列說法正確的是___________。A.釋放紙帶的同時，接通電源B.先接通電源打點，后釋放紙帶運動C.先釋放紙帶運動，后接通電源打點D.紙帶上的點跡越密集，說明紙帶運動的速度越?。?）要測量小車的速度。除打點計時器（含所用電源、紙帶、墨粉紙盤）外還必須使用的測量工具是________。（4）該小組在規(guī)范操作下得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點，分別標(biāo)上和G，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率是。（以下結(jié)果均保留兩位小數(shù)）①每相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為_______s，打D點時小車的速度_______。②分別算出其他各點的速度：，，，，請在如圖所示的坐標(biāo)系中作出小車運動的圖像（以打A點時開始計時）。并說明小車速度變化的規(guī)律_______。③根據(jù)圖線求出小車運動的加速度_______；④將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)是_______，此速度的物理意義是_______。（5）實驗完畢后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗時電源的實際頻率小于50赫茲，那么速度的測量值比實際值_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

答案以及解析基礎(chǔ)知識點鞏固1.打點計時器；一端帶有滑輪的長木板2.（1）瞬時速度；（2）速度v；時間t；描點法；加速度的大小；均勻練習(xí)1.答案：ABC解析：實驗中調(diào)節(jié)定滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上（使細(xì)繩和木板平面平行），才能保證小車速度隨時間均勻變化，還可以減小摩擦，A正確；打點計時器與定滑輪間的距離盡可能大，小車盡可能靠近打點計時器，都是為了使小車運動的距離較大，盡可能打出較多的點，B正確；實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車，打完點要先斷開電源后取紙帶，這樣可以盡可能打出較多的點并保護打點計時器，C正確；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯誤.2.答案：D解析：根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度，只選用了兩個數(shù)據(jù)，誤差較大，不是最佳方法，故A不符合題意；依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，根據(jù)可知，此方法相當(dāng)于只選用了兩個數(shù)據(jù)，誤差較大，不是最佳方法，故B不符合題意；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖像，由圖像上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度，時間用公式算出加速度，充分利用了所有速度數(shù)據(jù)，誤差較小，是最佳方法，但不能量取圖線的傾角θ，用求出加速度，因為v軸和t軸所選標(biāo)度不一定相同，不一定等于圖線的斜率，故C不符合題意，D符合題意.3.答案：C解析：AD.本實驗不需要保證鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，也不需要平衡摩擦力，只需要研究速度隨時間的變化規(guī)律即可，故AD錯誤；B.應(yīng)先接通電源，后釋放小車，故B錯誤；C.為了保證過程中小車做勻變速運動，本實驗需要調(diào)整定滑輪的高度，使細(xì)繩與木板平行，故C正確。故選C。4.答案：A解析：極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大小，則物塊經(jīng)過第一光電門的速度大小為經(jīng)過第二個光電門的速度大小為根據(jù)加速度公式故選A。5.答案：乙；接線柱接在直流電上；電壓選擇12V擋解析：題圖（c）中甲為電火花計時器，用的是220V交流電，即日常的家用電；乙為電磁打點計時器，用的是8V的交流電.題圖（b）中的學(xué)生電源工作電壓為2~16V，所以該同學(xué)選用的是乙，即電磁打點計時器.實驗中要用學(xué)生電源的交流8V擋來供電，故題圖（b）中導(dǎo)線應(yīng)接在學(xué)生電源右邊的交流“AC”接線柱上，且調(diào)整輸出電壓為8V，故題圖（b）中存在的錯誤：①接線柱接在直流電上；②電壓選擇12V擋.6.答案：C；BFECDA或BEFCDA解析：為了打點穩(wěn)定，應(yīng)先接通電源，再釋放小車.故以上步驟有錯誤的是C.根據(jù)先組裝器材再進(jìn)行實驗最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的順序可知，操作步驟順序為BFECDA或BEFCDA.7.答案：（1）B（2）丁；220V交流（3）A解析：（1）該實驗為“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，不需要彈簧測力計和天平，而打點計時器本身具有計時功能，因此也不需要秒表，而該實驗是通過紙帶上的點跡來進(jìn)行研究的，因此需要用到刻度尺來測量點跡之間的距離。故選B。（2）電磁打點計時器是通過振針的振動在紙帶上留下點跡，而電火花打點計時器是通過火花放電在紙帶上留下點跡，該實驗用的是電火花打點計時器，根據(jù)計時器結(jié)構(gòu)可知應(yīng)選擇圖丁，電火花打點計時器使用的是220V交流電。（3）根據(jù)所記錄實驗數(shù)據(jù)的精度可知，該刻度尺為毫米刻度尺。故選A。8.答案：（1）A（2）14.50；1.1；見解析圖；3.0（2.8~3.1都算對）解析：（1）電火花計時器的工作電壓為交流220V，選項A正確。（2）計數(shù)點E所在位置的刻度尺讀數(shù)為14.50cm，DF段的位移，則DF段的平均速度，即小車通過E點時的瞬時速度為1.1m/s。小車的速度—時間圖像如圖所示，圖線的斜率為加速度，。9.答案：（1）左（2）0.340（3）0.40；A點的瞬時速度大小解析：（1）由于小車由靜止釋放，做加速運動，故紙帶左端與小車相連；（2）；（3）圖像斜率大小表示加速度大小，則有，由于A點為計時起點，則圖線與縱軸交點為0時刻的瞬時速度大小，即A點瞬時速度大小.10.答案：（1）0.10；0.30；0.067（2）平均速度；寬度解析：（1）在極短的時間內(nèi)的平均速度可近似地認(rèn)為等于瞬時速度，可得滑塊通過光電門1時的速度滑塊通過光電門2時的速度滑塊的加速度為（2）由此測得的瞬時速度和只是一個近似值，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的平均速度，滑塊的寬度越小，測量值越接近真實值；11.答案：（1）y；x（2）b（3）2解析：（1）由題意可知相鄰計數(shù)點間的時間間隔相等，利用平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可知剪下的每一段紙帶的中間時刻速度與紙帶的長度成正比，若在題圖乙xOy坐標(biāo)系中作出能表示關(guān)系的圖線，則y軸相當(dāng)于v軸，x軸相當(dāng)于t軸.（2）每相鄰兩個計數(shù)點間有四個點未畫出，可知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為，從計數(shù)點A開始計時，0.15s時刻為BC段的中間時刻，利用平均速度表示中間時刻的瞬時速度，可知為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出b段紙帶的長度（3）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10cm，從計數(shù)點A開始計時，則有，，則加速度的大小為.12.答案：（1）0.86（2）見解析；0.61/0.62/0.63/0.64/0.65/0.66/0.67（3）0.64/0.65/0.66/0.67解析：（1）依題意，打下相鄰兩計數(shù)點的時間間隔打下D點時小車的瞬時速度大?。?）描點、連線，繪出圖線如圖所示則（3）若將所畫的圖線延長與縱軸相交，則交點應(yīng)為打下A點的速度值，可推算出13.答案：（1）0.65；0.55（2）見解析（3）0.85m/s解析：（1）打點計時器打出點2、3時小車的速度大小分別為、.（2）以速度為縱坐標(biāo)、時間為橫坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系，用描點法作出小車在薄布上做減速運動的圖像.將圖線延長，使其與縱軸相交，如圖所示.（3）由圖像可知，小車做減速運動的初速度大小，即小車在玻璃板上的運動速度大小，為0.85m/s.14.答案：（1）電火花；220V（2）0.570（3）0.42解析：（1）由于直接利用家庭電源來做實驗，所以應(yīng)選擇電火花打點計時器，其工作電壓為220V。（2）勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度，則有（3）圖像的斜率表示加速度，根據(jù)圖像可得15.答案：（1）26.3（2）見解析；0.483；打A點的瞬時速度（3）偏大解析：（1