1 实验：探究小车速度随时间变化的规律知识点题库

某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。

（1）可以判断纸带的（填“左端”或“右端”）与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度v_A、v_B ，其中v_A＝m/s。（结果保留两位有效数字）
（2）要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功W_AB ，还应测量的物理量是________。（填入物理量前的字母）

A . 木板的长度l B . 木块的质量m₁ C . 木板的质量m₂ D . 重物的质量m₃ E . 木块运动的时间t F . AB段的距离x_AB
（3）在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式W_AB＝。（用v_A、v_B和第（2）问中测得的物理量的符号表示）

电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，使用打点计时器时要先（填“接通电源”或“让纸带开始运动”）再（填“接通电源”或“让纸带开始运动”）．

小明同学利用图（a）所示的实验装置探究“物块速度随时间变化的关系”．物块放在木板上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在木板右端，所用电源频率为50Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．实验中，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示．

（1）在本实验中，下列操作正确的是：

A . 电磁打点计时器使用低压直流电源 B . 电磁打点计时器使用低压交流电源 C . 打点前，物块应靠近打点计时器，要先接通电源，再释放物块 D . 打点前，物块应靠近打点计时器，要先释放物块，再接通电源
（2） O、A、B…为所选取的计数点，相邻两个计数点之间有4个点未画出，用毫米刻度尺量出x₁=1.20cm、x₂=1.60cm、x₃=2.00cm、x₄=2.40cm、x₅=2.80cm、x₆=3.20cm．则相邻两个计数点之间的时间间隔T=s，打下E点时，物块的速度v_E=m/s，该物块运动的加速度a=m/s² ．（保留两位小数）

如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．

（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为s．
（2） ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距s=cm．
（3） C点对应的速度是 m/s；物体的加速度为 m/s² ．（计算结果保留两位有效数字）．

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。（下述结果均保留两位有效数字）

（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的瞬时速度v_C是m/s；
（2）计算该物体的加速度a为m/s²；
（3）如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的加速度的测量值比实际值偏（填“大”或“小”）。

某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，纸带的记录如图所示，起始的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点：（图中数据单位为cm）

（1）推测纸带的运动是否为匀加速运动（填：是或否）.判断的依据是：
（2）在打出A、E这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是．
（3） B点的瞬时速度为．(本题计算结果保留3位有效数字)

在探究“小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器依次在纸带上打出一系列的点A、B、C、D、E…相邻两点间的距离如图所示，打点计时器的周期为0.02s，则AD间的平均速度为m/s;打C点的瞬间，纸带的速度大小为m/s，纸带的加速度大小为。（以上结果均保留两位有效数字）

（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器统称为打点计时器，其中电磁打点计时器使用时，电源要求是（）

A . 220V直流 B . 220V交流 C . 4~6V直流 D . 4~6V交流
（2）利用如图装置可以做力学中的许多实验，以下说法正确的是______

A . 用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦力阻力的影响 B . 用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行 C . 用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，每次改变沙和沙桶总质量之后，需要重新平衡摩擦力 D . 用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使沙和沙桶总质量远小于小车的质量
（3）如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车拉力F等于沙和沙桶总重力，小车运动加速度可由纸带求得。
①如图乙所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T．该同学用刻度尺测出AC间的距离为 $\text{[math]}$ ，BD间的距离为 $\text{[math]}$ ，则打B点时小车运动的速度 $\text{[math]}$ =，小车运动的加速度a=．

②某实验小组在实验时保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的 $\text{[math]}$ 数据如表中所示．根据表中数据，在图丙坐标纸中作出F不变时a与 $\text{[math]}$ 的图象．

③根据图线分析，得到实验结论：。

如图所示，图中MN是水平桌面、PM是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定于长木板PM上相距为L的两个光电门（与之连接的计时器没有画出），滑块A上固定着用于挡光的遮光板K，遮光板K的宽度d=5.00×10^-3m，让滑块A在重物B的牵引下从木板的顶端滑下，计时器分别显示遮光板K通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t₁=2.50×10^-2s、t₂=1.25×10^-2s；（已知L＞＞d）；

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（1）遮光板K通过光电门1时的速度是m/s，遮光板K通过光电门2时的速度是m/s（保留两位有效数字）．
（2）用米尺测量两光电门的间距为L=20cm，则滑块的加速度a=m/s²（保留两位有效数字）

在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率是 $\text{[math]}$ ，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．

（1）打点计时器的打点周期是 $\text{[math]}$ ．
（2）关于此实验，下列说法正确的是（______）

A . 打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端 B . 开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C . 先释放小车，再接通电源 D . 牵引小车的钩码个数越多越好
（3）下图为实验中打出的纸带,相邻两计数点间还有四个点未画出(电源频率为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ).由图知纸带上 $\text{[math]}$ 点的瞬时速度 $\text{[math]}$ m/s;加速度 $\text{[math]}$ m/s²; (结果均保留两位有效数字)

2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。

（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。

（iii）该同学选取部分实验数据，画出了 $\text{[math]}$ -t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s²^。

（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

（1）当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为m/s²。（结果均保留2位有效数字）
（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为 m/s²。（结果保留2位有效数字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）

小明同学在实验室准备利用如图1所示实验装置做研究匀变速直线运动实验．

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（1）实验开始前，请你帮助他检查该实验装置中存在的两处明显错误或不当：①；②
（2）正确调整装置后，该同学打出的纸带部分如图2所示，用刻度尺测量出AC长度为x₁ ， BD间长度为x₂ ，已知打点计时器打点周期为T，则B点时小车速度为，求小车运动的加速度为．

实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律．其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示，图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.2s。由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度是 $\text{[math]}$ ，小车运动的加速度是 $\text{[math]}$ 。(保留两位有效数字）

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某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。

（1）为完成本实验，下列器材中必须有的是（填编号）；
①天平 ②4～6V低压直流电源 ③刻度尺 ④秒表
（2）安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是___________；

A . 托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量 B . 调整滑轮的高度，使细线与长木板平行 C . 将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起 D . 释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置 E . 选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验
（3）实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为f，若（填写表达式，用题及图中物理量表示），则可认为匀变速直线运动具有的特点（提示：填有关速度或位移的特点）。

某实验小组利用如图所示的实验装置研究滑块做匀加速直线运动时的加速度．

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（1）利用游标为50分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数如图所示，则遮光条的宽度为mm；
（2）用米尺测量出两光电门之间的距离如图丙所示，则米尺的读数为cm；
（3）组装好实验器材后，将滑块由静止释放，在重锤的牵引下沿长木板做加速运动，滑块通过两光电门时，这光条的指光时间分别为 $\text{[math]}$ =2.50×10^-2s， $\text{[math]}$ =1.25×10^-2s．由以上数据可求得该滑块微匀加速直线运动时的加速度大小为m/s²．（结果保留两位小数）

（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，刚释放小车时的情景如图甲所示。关于该装置和操作的判断正确的是_________。

A . 小车距离打点计时器过远 B . 小车置于长木板上无需平衡摩擦力 C . 悬挂的钩码质量太大 D . 打点计时器连接学生电源的接法错误
（2）对实验装置改进后进行实验，得到一条纸带如图乙所示，从较清晰的点迹起，在纸带上标出A、B、C、D、E五个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔是s，打计数点B时小车的速度v_B=m/s。（计算结果保留三位有效数字）
（3）用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”实验，需要对实验装置进行一些改进，测得小车的质量M=158g，则从下列物体中选取合适的器材取代图甲实验装置中的钩码，应选下图中的______（填字母，可多选）

A . B . C . D . E .

在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：

（1）下列说法中不正确的是__________；

A . 细绳与纸带应在同一条直线上 B . 细绳应与木板平行 C . 该实验需平衡摩擦力 D . 实验开始时小车应靠近打点计时器
（2）在该实验中，一同学对得到的纸带进行处理时，下列做法不正确的是__________；

A . 要从多条纸带中选择一条点迹清晰的纸带进行处理 B . 要舍去纸带上的密集点，然后选取测量点 C . 必须每5个点选一个测量点 D . 用毫米刻度尺测量间距时，应估读到0.1mm
（3）图为某同学用毫米刻度尺测量此实验得到的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，则打下“2”测量点时小车的速度是m/s（保留两位有效数字）。

某学习小组用如图所示的装置测量物块的加速度。一端带有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上（滑轮摩擦可以忽略）。用游标卡尺测出遮光片的宽度d，用光电计时器测出遮光片依次通过两个光电门的时间分别为t₁、t₂。

（1）物块通过两个光电门时的瞬时速度分别为v₁=，v₂=。
（2）在计算瞬时速度时使用的物理方法是。（填“极限法”或“控制变量法”）

在探究小车速度随时间变化规律的实验中：

（1）如图所示是两种常见的打点计时器，关于两种计时器的说法正确的是___

A . 图甲中的打点计时器用的是交流220V的电源 B . 图乙中的打点计时器用的是直流8V的学生电源 C . 图甲中的打点计时器使用时应先接通电源，后释放纸带 D . 图乙中的打点计时器使用时应先释放纸带，后接通电源
（2）在某次实验中，小车拖着纸带通过打点计时器记录下的运动情况如图丙所示，图中 $\text{[math]}$ 为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10 s。
①由纸带可以判定小车做运动，因为：；

②根据纸带可以计算C点的瞬时速度 $\text{[math]}$ ＝ m/s；加速度a=m/s²（要求保留两位有效数字）

小华做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.

根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为 m/s，纸带运动的加速度大小为 m/s² ．

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 知识点题库

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