2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律一、用v－tvt描點法畫出小車的圖象，圖線的傾斜程度v－t均勻變化進行實記錄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集、處理及分析各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即T50Hz540.112345673、作出小車運動的v－t（3）連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”1、開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近2、先接通電源360cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。5、要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點50.1s（2023秋?天河區(qū)期末）用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。主要實驗步驟如下：a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。b．選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（t＝0），然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖3所示。結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有和（填選項前的字母）。A．電壓合適的50Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺 D．秒表 E．天平（含砝碼）（2）在圖3中已標出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標點，請在該圖中標出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標點，并畫出v﹣t圖象。（3）觀察v﹣t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是。v﹣t圖象斜率的物理意義是。（4）描繪v﹣t圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度ΔxΔt表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）；從實驗的角度看，選取的Δx大小與速度測量的誤差【解答】解：（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有電壓合適的50Hz交流電源，供打點計時器使用；還需要刻度尺，來測量各點的位移大小，從而算出各自速度大??；（2）根據(jù)標出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標點位置，及C點對應(yīng)的時間，從而確定C點的位置，再將各點平滑連接，如圖所示：（3）由v﹣t圖象，是過原點的一條直線，圖象斜率恒定，可知，速度隨著時間是均勻變化的，說明小車是做勻變速直線運動；（4）當(dāng)不知道小車是否做勻變速直線運動，若用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是越小越好，即v=ΔxΔt故答案為：（1）A，C；（2）如上圖所示；（3）圖象斜率恒定；圖象的斜率，表示小車的加速度（4）越小越好，有關(guān)（1）依據(jù)實驗原理，結(jié)合打點計時器使用交流電源，通過某段時間內(nèi)的平均速度表示中時刻的瞬時速度，即可選取儀器；（2）根據(jù)其它點的位置，確定C點的坐標，再平滑連接，形成圖象；（3）當(dāng)速度與時間圖象是過原點的直線時，則說明小車做勻變速直線運動，斜率表示小車的加速度；（4）當(dāng)Δt越小，即Δx越小時，平均速度越接近瞬時速度；（2024?廣東模擬）如圖甲所示的實驗裝置“測量小車做直線運動的瞬時速度”，完成下列相關(guān)內(nèi)容：（1）下列實驗要求或操作，正確的有（填正確答案標號）。A．必須使用交流電源B．鉤碼質(zhì)量必須遠小于小車質(zhì)量C．必須傾斜長木板以平衡小車所受到的阻力D．小車應(yīng)靠近打點計時器釋放E．先接通電源，再釋放小車（2）圖乙是某次實驗中一條紙帶上截取的一段，在連續(xù)打出的點上依次標記a、b、c、d四個點，則c點的讀數(shù)為cm。已知打點計時器每隔0.02s打一個點，則在打下c點時，小車的瞬時速度為m/s（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！窘獯稹拷猓海?）A、根據(jù)打點計時器的工作原理可知打點計時器需要使用交流電源，故A正確；BC、在“測量小車做直線運動的瞬時速度”的實驗中不需要平衡摩擦力，也不需要考慮繩上的拉力是否近似等于重力，因此不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量這個條件，故BC錯誤；D、為了能多打出一些點便于數(shù)據(jù)處理，提高紙帶的利用率，小車釋放前應(yīng)靠近打點計時器，故D正確；E、為提高紙帶的利用率，實驗中應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故E正確。故選：ADE。（2）刻度尺的最小分度值為1mm，根據(jù)刻度尺的讀數(shù)規(guī)則，應(yīng)估讀到最小分度值的下一位，所以c點的讀數(shù)為7.40cm。近似取相鄰兩計數(shù)點的平均速度代替該點的瞬時速度，即在打下c點時，小車的瞬時速度為vc故答案為：（1）ADE；（2）7.40，0.610。（2023秋?青島期末）某學(xué)校實驗小組做“測量做直線運動物體的瞬時速度”實驗。（1）除甲圖中所需器材之外，該實驗還需要；A.秒表B.刻度尺C.6～8V低壓交流電源D.220V交流電源（2）實驗過程中，下列說法正確的是；A.要先接通電源，再釋放小車B.當(dāng)使用頻率為50Hz的交流電時，每隔0.02s打一個點C.紙帶上點跡比較密集的區(qū)域，對應(yīng)小車的運動速度比較大（3）某次實驗中連接頻率50Hz的交流電源進行實驗，得到如圖乙所示的紙帶，從A點開始相鄰兩計數(shù)點間有4個點未畫出，打下C點時的瞬時速度為m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【解答】解：（1）AB.在測量做直線運動物體的瞬時速度的實驗中，打點計時器直接記錄時間，不需要秒表，需要刻度尺來測量計數(shù)點之間的距離，故A錯誤，B正確；CD.電火花計時器使用220V交流電源，故C錯誤，D正確。故選：BD。（2）A.為充分利用紙帶，要先接通電源，再釋放小車，故A正確；B.當(dāng)使用頻率為50Hz的交流電時，每隔T=1打一個點，故B正確；C.紙帶上點跡比較密集的區(qū)域，對應(yīng)小車的運動速度比較小，故C錯誤。故選：AB。（3）相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔T0＝5T＝5×0.02s＝0.1s打下C點時的瞬時速度為vC故答案為：（1）BD；（2）AB；（3）0.51【基礎(chǔ)強化】（2023春?岳陽縣校級期末）在“做直線運動物體的瞬時速度”的實驗中，得到如圖所示的紙帶，其中A，B，C，D，E，F(xiàn)，G為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG間的位移，下列可用計算打D點時小車速度的表達式中誤差最小的是（）A．x3+x4TC．x2+x3【解答】解：瞬時速度可用該點附近的一段時間內(nèi)的平均速度近似表示，所選時間段不宜過長，打D點時小車速度：v=x3+x4故選：B。（2022秋?河西區(qū)期中）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，使用電磁打點計時器（所用交流電的頻率為50Hz），得到如圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是（）A．實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源 B．從紙帶可求出計數(shù)點A對應(yīng)的速率 C．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率 D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02【解答】解：A、實驗時應(yīng)先接通電源后放開紙帶，如果先放紙帶再開電源就會出現(xiàn)紙帶上只有一小段有點，其余的紙帶長度沒有利用起來，故A錯誤。B、由紙帶可知，先求得B的速度，再運用速度公式，求得A的速度。故B錯誤。CD、相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰計數(shù)點之間的時間間隔T＝0.1s，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，得：vB=sAC2T，故C故選：C。如圖所示，“探究勻變速直線運動速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中打出的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，則打C點時物體運動速度的大小為（）A．x2-x1T B．x2+x【解答】解：C點的瞬時速度等于BD段的平均速度，則有：vC=X2+X1故選：D。打點計時器是中學(xué)物理實驗中常用的物理儀器，它可以在有限長度的紙帶上打出一系列的點，人們通過對相關(guān)點間的距離的測量，便可測量出帶動紙帶的小車或滑塊的平均速度、瞬時速度及加速度。某次使用打點計時器研究某小車的運動時，所用交流電源的頻率為50Hz。關(guān)于該打點計時器的下列說法正確的是（）A．使用打點計時器時，應(yīng)先釋放紙帶后接通電源 B．打出相鄰計時點的時間間隔為0.1s C．紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個計時點，則打出兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.1s D．打點計時器也可使用低壓直流電源【解答】解：A．使用打點計時器時，應(yīng)先接通電源后釋放紙帶，故A錯誤；B．打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz時，打出相鄰兩個計時點的時間間隔為T=1f=故B錯誤；C．紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個計時點，則打出兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為t＝5T＝5×0.02s＝0.1s故C正確；D．無論是哪種打點計時器都使用的是交流電源，只是電壓有差異，不能使用直流電源，故D錯誤。故選：C。（2023?平谷區(qū)一模）把紙帶的下端固定在重物上，紙帶穿過打點計時器，上端用手提著。接通電源后將紙帶釋放，重物拉著紙帶下落，紙帶被打出一系列點，其中一段如圖所示。設(shè)打點計時器在紙帶上打A點時重物的瞬時速度為vA。通過測量和計算，得出了AB兩點間的平均速度為v1，AC兩點間的平均速度為v2。下列說法正確的是（）A．v1更接近vA，且v1小于vA B．v1更接近vA，且v1大于vA C．v2更接近vA，且v2小于vA D．v2更接近vA，且v2大于vA【解答】解：因B點更接近于A點，則AB之間的平均速度v1更接近于A點的瞬時速度vA，因重物做加速運動，則從A到C相鄰點間距逐漸增加，B點的瞬時速度大于A點的瞬時速度，則v1大于vA。故ACD錯誤，B正確；故選：B。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＝3.0cm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Δt1＝0.30s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝0.10s，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Δt3＝3.0s；則滑塊的加速度約為（）A．0.067m/s2 B．0.67m/s2 C．1.00m/s2 D．0.01m/s2【解答】解：遮光條寬度為d，通過第一個光電門的時間為Δt1＝0.30s，則速度為v1=dΔt1=3×10-20.30m/s=0.1m/s，通過第二個光電門的時間為Δt故選：A。（2023秋?豐臺區(qū)期中）在“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”實驗中，如圖是利用打點計時器記錄某物體運動情況的紙帶。F點在E、G兩點之間，EG兩點間的位移用Δx表示，對應(yīng)的時間用Δt表示。對于測量F點的瞬時速度，下列說法正確的是（）A．從理論上講，選取包含F(xiàn)點在內(nèi)的位移間隔越小，用ΔxΔt計算的結(jié)果越接近于F點的瞬時速度B．在實驗中，用ΔxΔt計算出來的F點的瞬時速度比實際速度偏小C．從實驗的角度看，如果選取包含F(xiàn)點在內(nèi)的位移間隔越小，測量誤差就會越小 D．從實驗的角度看，測量誤差與選取包含F(xiàn)點在內(nèi)的位移間隔大小無關(guān)【解答】解：A、從理論上講，根據(jù)極限思想，選取包含F(xiàn)點在內(nèi)的位移間隔越小，用ΔxΔt計算的結(jié)果越接近與F點的瞬時速度，故AB、在實驗中，用ΔxΔt計算出來的F點的瞬時速度比實際速度偏大，故BCD、從實驗的角度看，如果選取包含F(xiàn)點在內(nèi)的位移間隔越小，測量誤差越大，故CD錯誤；故選：A?！舅仞B(yǎng)提升】（2023秋?米東區(qū)校級期末）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連，右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示。位移區(qū)間ABACADAEAFΔx（cm）6.6014.6024.0034.9047.30v（cm/s）66.0vAC80.087.394.6（1）已知打出圖乙中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s。以打出A點時小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生的對應(yīng)位移和平均速度分別為Δx和v，表中vAC=（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車平均速度v隨時間Δt的變化關(guān)系，如圖丙所示。在圖中補全實驗點。（3）從實驗結(jié)果可知，小車運動的v-Δt圖線可視為一條直線，可以判定小車做勻加速直線運動，得到打出A點時小車速度大小vA＝cm/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），小車的加速度大小a＝cm/s2【解答】解：（1）根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)可得：vAC（2）根據(jù)第（1）小題結(jié)果補充表格和補全實驗點圖像得：（3）從實驗結(jié)果可知，小車運動的圖線可視為一條直線，圖像為：此直線用方程表示v=kΔx+bk=94.6-66.0b＝58.7cm/s小球做勻變速直線運動，由位移—時間公式x=vxt即：v根據(jù)圖像的斜率和截距可得vA＝b＝58.70cm/sa＝2k＝2×71.50cm/s2＝143.0cm/s2（2023秋?齊齊哈爾期末）如圖1所示是電火花計時器的示意圖。（1）電火花計時器和電磁打點計時器一樣，工作時使用（選填“頻率為50Hz的交流”或“直流”）電源，其工作時的基本步驟如下：A．當(dāng)紙帶完全通過電火花計時器后，立即關(guān)閉電源B．將電火花計時器電源插頭插入相應(yīng)的電源插座C．將紙帶從墨粉紙盤下面穿過電火花計時器D．接通開關(guān)，聽到放電聲后拖動紙帶運動上述步驟正確的順序是（按順序填寫步驟編號）。（2）如圖2是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶，A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、D兩點間距x＝cm，AD段的平均速度v=m/s【解答】解：（1）電火花計時器和電磁打點計時器一樣，工作時使用頻率為50Hz的交流電源，工作電壓不一樣而已；實驗步驟要遵循先安裝器材后進行實驗的原則進行，即先安裝打點計時器，再安裝紙帶，先接通開關(guān)再拖動紙帶，打完后要立即關(guān)閉電源，故步驟為CBDA。（2）根據(jù)刻度尺的讀書規(guī)則，精度為0.1cm，由題圖中數(shù)據(jù)可以得出A點刻度1.00cm，D點刻度3.70cm，所以A、D兩點間的距離為xAD＝3.70cm﹣1.00cm＝2.70cm；根據(jù)題意可知，AD段的運動時間為t=3T=3×根據(jù)平均速度的公式，AD段的平均速度v=故答案為：（1）頻率為50Hz的交流；CBDA；（2）2.70；0.09。（2023秋?瀘縣校級期末）某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置探究物體的速度與時間的關(guān)系：（1）電磁打點計時器接電源（填“低壓直流”、“低壓交流”或“220V交流”）。（2）若所接電源的頻率是50Hz，則每隔s打一個點。（3）圖乙是繪出的小車速度—時間關(guān)系圖線，根據(jù)圖線求出小車的加速度為a＝m/s2。（保留三位有效數(shù)字）【解答】解：（1）電磁打點計時器的工作電壓是低壓交流，不高于8V；（2）若所接電源的頻率是50Hz，則打點周期為T=（3）v﹣t圖像中，圖像的斜率表示加速度，小車的加速度a=1.00-0.70故答案為：（1）低壓交流；（2）0.02；（3）0.682?！灸芰ε鄡?yōu)】（2023秋?豐臺區(qū)期中）在實驗中，利用如圖1所示紙帶上的數(shù)據(jù)得出各計數(shù)點的瞬時速度后，以速度v為縱軸，以時間t為橫軸建立直角坐標系。實驗中，某同學(xué)描出的點如圖2所示。在直角坐標系上一共描出了10個點。下列思考有道理的是（）①這10個點無論如何也不在一條直線上，因此小車運動的v﹣t圖線不可能為一條直線，應(yīng)為一條光滑的曲線。②這10個點中雖然有6個點不在一條直線上，但它們在一條直線附近，只有F和B兩點離這條直線太遠。③該同學(xué)認為利用v﹣t圖像的斜率可以得到運動物體的加速度。④在這10個點中，有4個點（A、D、G、I）能畫出一條直線，其余6個點都不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車的速度隨時間變化的規(guī)律。A．①③ B．②③ C．①② D．③④【解答】解：①②、這10個點無論如何也不在一條直線上，BF兩點誤差太大舍去，其他8個點盡可能多的放在圖線上，不在直線上的點均勻分布在圖線兩側(cè)，故①錯誤，②正確；③、v﹣t圖像的斜率表示加速度，故利用v﹣t圖像的斜率可以得到運動物體的加速度，故③正確；④、10個點盡量多的點落在圖線上，不在圖線上的點均勻的分布在圖線兩側(cè)，BF兩點誤差太大舍去，故直線可以表示小車速度隨時間的變化規(guī)律，故D錯誤；綜上可知，ACD錯誤，B正確；故選：B。（2023秋?黃浦區(qū)校級期末）如圖所示為“用DIS測變速直線運動的瞬時速度”實驗的裝置圖，在小車上固定擋光片，使擋光片的擋光部分在車頭方向、將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端，測量小車車頭到達光電門時的速度，該同學(xué)將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾組實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)不同的擋光片通過光電門的時間t/s速度v/m?s﹣1第一次Ⅰ0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342在這四次實驗中，第次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度。用這種方法得到的測量值，和實際值相比較。（填“偏大”“偏小”或“相等”）【解答】解：擋光片越窄，擋光片的平均速度越接近擋光片前端的瞬時速度，即越接近車頭的速度，故第四次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度；實驗得到測量值實際上是小車前端的擋光條通過光電門的平均速度，即擋光時間中點的瞬時速度，由于小車越來越快，中間時刻的瞬時速度大于擋光條前端通過通過光電門的瞬時速度，所以用這種方法得到的測量值，跟擋光片前端通過光電門的瞬間速度的實際值相比較偏大。故答案為：四；偏大（2023秋?海淀區(qū)期末）用圖1所示的裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。主要實驗步驟如下：a.安裝好實驗器材。接通電源后，在重物牽引下讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。b.選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（t＝0），然后每隔0.1s選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上