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《探究小车速度随时间变化的规律》的实验

（1）实验中要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是      （直流电，交流电），它们是每隔       s打一个点。

（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是                     

   A．先接通电源，后让纸带运动          B．先让纸带运动，再接通电源

   C．让纸带运动的同时接通电源          D．先让纸带运动或先接通电源都可以

（3）某同学在实验得到的纸带标出0、1、2、3、4共5个计数点，并量出各计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s，已知S1=1.2cm,S2=2.4cm, S3=3.6cm,S4=4.8cm，则打第三个计数点对应的小车速度V3=       m/s,小车运动的加速度a=        m/s2。

 

【答案】

（1）交流  、0.02 （2）A （3）0.42、1.2

【解析】

试题分析：（1）高中所用的两种打点计时器都是用的交流电源，根据公式可得，它们每隔0.02s打一个点

（2）在实验时，为了能够采集更丰富的实验信息，我们需要先接通电源后释放纸带，因为纸带运动的时间非常的短，如果先释放纸带，再接通电源，纸带上打出的点非常的少，采集到的信息就非常的少，故选A

(3) ，根据公式可得

考点：考查了探究小车速度随时间变化的规律实验

点评：一般利用匀变速直线运动的两个推论来计算纸带的速度和加速度

 

练习册系列答案
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（1）科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们追寻科学家的研究足迹，用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系．
①某同学的实验方案如图1所示，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a．
平衡摩擦力
平衡摩擦力
；
b．
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量
；
②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点．两相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图．要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度、重力加速度外，还必须知道或测出的物理量有
钩码的质量m和小车的总质量M
钩码的质量m和小车的总质量M
；写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x1+△x2
2T
)2
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
△x4+△x5
2T
)2-
1
2
M(
△x1+△x2
2T
)2
．
（2）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
①答题纸上，为完成实验，请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：
半导体
半导体
．
U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中，当电阻R的阻值为R1=2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电池的电动势为
4.0
4.0
V，内阻为
0.40
0.40
Ω．（不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字）
某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的活动中，如图1所示，用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图3所示，每个相邻的计数点间的时间间隔为0.10s．
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（1）按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上
 

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
（2）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（结合纸带数据，选择从理论上看误差较小的方法计算瞬时速度．结果保留3位有效数字）
（3）从A点开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度描在直角坐标系中，如图2所示，并画出小车的瞬时速度（υ）随时间（t）的变化图线．
（4）根据画出的υ-t图线可得小车速度随时间变化的
规律是：
 
，
依据是：
 
．
（5）在实验中，甲同学选择用AD间的平均速度代替B点的瞬时速度，乙同学选用AC间的平均速度代替B点的瞬时速度，丙同学选用AB间的平均速度代替B点的瞬时速度，你认为三位同学中比较准确的是
 
．
精英家教网在探究小车速度随时间变化规律的实验中，
（1）打点计时器是一种使用
 
流电源的仪器，当所接电源频率为50Hz时，它隔
 
s打一次点．
（2）接通电源与释放纸带让纸带（随物体）开始运动，这两项操作的时间顺序是
 

A、先接通电源，后释放纸带       B、先释放纸带，后接通电源
C、释放纸带的同时接通电源       D、先接通电源或先释放纸带都可以
（3）如图是小车做匀变速直线运动所得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.0cm、S2=7.6cm、S3=8.2cm、S4=8.8cm、S5=9.4cm、S6=10.0cm，
①则A点处瞬时速度的大小为
 
m/s，
②加速度的大小是
 
m/s2（计算结果均保留两位有效数字）．

在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节．下面表格中的数据分别是两组同学在探究小车速度随时间变化实验中测得的位移x和时间t的数据记录．

请你对表格中的数据进行分析处理．

(1)数据处理方法宜选择公式计算法还是描点作图法？________

(2)若选择公式计算法，请写出所用公式及计算分析过程；若选择描点作图法，则在答题纸上的网格图上作图并叙述你作图分析的过程．

(3)通过上述处理，得到小车从A→B的过程中x随t变化的规律是(用数学表达式表示)________．从C→D的过程中x随t变化的规律是(用数学表达式表示)________．

1）（8分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图甲)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．

①往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．

②从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

时间t/s

0

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

速度v/ (m·s－1)

0.12

0.19

0.23

0.26

0.28

0.29

请根据实验数据作出小车的v－t图象．

图乙

③通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．

（2）（10分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“2.7V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：

A直流电源3V（内阻可不计）          B直流电表0～3A（内阻约0.1Ω）

C直流电表0～0.6A（内阻约0.5Ω）     D直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）

E直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）  F滑动变阻器（10Ω，1A）

G滑动变阻器（1kΩ，300mA）

①除开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用           （用字母）

②某几位同学设计了如下A、B、C、D所示的电路图，正确的是      ；并根据正确的电路图在实物图中正确连好线。

③下表中的各组数据该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在图所示的方格纸上已经描好点，请作出该灯泡的伏安特性曲线，根据该曲线可以判断：随电压的增大，灯泡的电阻       。

 

 

 

 

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