資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
高中物理必修一素養(yǎng)提升學(xué)案
第一章 運(yùn)動(dòng)的描述
1.3 位置變化快慢的描述——速度（二）
【課標(biāo)解讀】
1．通過(guò)抽象概括，理解速度的含義。知道速度的定義式、單位和方向。
2．理解平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系，初步體會(huì)極限法在研究物理問(wèn)題中的應(yīng)用和意義。
3．知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及速率的含義。
4．會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度和瞬時(shí)速度。
5．理解v－t圖像的含義，能用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制v－t圖像，并會(huì)根據(jù)v－t圖像分析物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化。
【核心素養(yǎng)】
【知識(shí)點(diǎn)探究】
知識(shí)點(diǎn) 1　測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度
1．根據(jù)紙帶計(jì)算平均速度
用刻度尺測(cè)出n個(gè)點(diǎn)之間的間距Δx，n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02 s。則平均速度v＝____。
2．根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算瞬時(shí)速度
取包含某一位置在內(nèi)的一小段位移Δx，根據(jù)v＝測(cè)出這一段位移內(nèi)的平均速度，用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過(guò)該位置的瞬時(shí)速度。一般地，取以這個(gè)點(diǎn)為__中間時(shí)刻__的一段位移來(lái)計(jì)算。如圖所示，E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用D，F(xiàn)兩點(diǎn)間的平均速度代表，即vE＝____。
知識(shí)點(diǎn) 4　速度—時(shí)間圖像
1．速度—時(shí)間圖像的意義：直觀表示物體運(yùn)動(dòng)的速度隨__時(shí)間__變化的規(guī)律。
2．速度—時(shí)間圖像的獲得：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(cè)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(lái)，即得到v－t圖像。如圖所示：
。
【課內(nèi)互動(dòng)探究】
探究1??測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度
情境導(dǎo)入
如圖所示，在測(cè)量B點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，AC和OD都可以求出，哪個(gè)更接近真實(shí)值？
提示：AC兩點(diǎn)更接近B點(diǎn)，算出的平均值更接近B點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
【要點(diǎn)提煉】
一、知識(shí)儲(chǔ)備
1．讀數(shù)規(guī)則
在下圖中，根據(jù)刻度尺的刻度可以讀出點(diǎn)A的位置xA。從圖中看出，使用分度值為1 mm的尺，并且估讀到毫米數(shù)的下一位，得到xA＝13.3mm。其中的末位數(shù)3是估讀的、不可靠的，xA的真實(shí)值在13 mm和14 mm之間。但是這個(gè)不可靠的數(shù)字3還是有用的，仍要寫出來(lái)，因?yàn)樗硎军c(diǎn)A在13 mm和14 mm兩條刻度線之間，靠近中點(diǎn)但離13 mm刻度線稍近一些的位置。
讀數(shù)的基本規(guī)則就是測(cè)量?jī)x器最小刻度以上的數(shù)值是可靠的。最小刻度以下的是不可靠的，需要估讀，并且只能估讀到最小刻度以下一位數(shù)字。
2．有效數(shù)字
這種帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫作有效數(shù)字(significant figure)。例如，13.3mm是三位有效數(shù)字，改寫成1.33 cm或0.013 3 m仍然是三位有效數(shù)字。
有效數(shù)字位數(shù)：一個(gè)數(shù)字從左邊第一個(gè)非零數(shù)往右算有幾位數(shù)就是幾位有效數(shù)字，如0.010 00是四位有效數(shù)字，左邊的兩個(gè)零不算，右邊的三個(gè)零都是有效數(shù)字。
有效數(shù)字只有最末一位數(shù)是不可靠的。特別大或特別小的數(shù)字都要用科學(xué)計(jì)數(shù)法。如月地距離為3.84×108 m是三位有效數(shù)字。鎢原子的半徑為1.37×10－10 m也是三位有效數(shù)字。
二、實(shí)驗(yàn)思路
1．實(shí)驗(yàn)器材
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用220 V、50 Hz交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。
2．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。
(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到8 V的低壓交流電源上。
(3)接通電源開關(guān)，用手水平拉動(dòng)紙帶，使它在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)。
(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為n－1個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02 s。
(5)用刻度尺測(cè)量出從開始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離Δx。
(6)利用公式v＝計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
3．?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶。
(2)把紙帶上能看得清的某個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后的點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D…作為“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示，依次測(cè)出O到A、A到B、B到C…之間的距離x1、x2、x3…
(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，則A、B、C、D…各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為：vA＝、vB＝、vC＝、vD＝…
(4)利用v－t圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)
4．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好，以免拉動(dòng)紙帶時(shí)晃動(dòng)，并要先輕輕試?yán)垘В瑧?yīng)無(wú)明顯的阻滯現(xiàn)象。
(2)使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶。
(3)手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集。
(4)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。
(5)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，如打出點(diǎn)較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度。
(6)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。
(7)對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始測(cè)量點(diǎn)O之間的距離)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。
【典例剖析】
典題1　在測(cè)定速度的實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(用頻率為50 Hz的交流電)測(cè)小車的速度，實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如圖所示，0,1,2,3,4是選用的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有3個(gè)打出的點(diǎn)沒有在圖上標(biāo)出．圖中還畫出了實(shí)驗(yàn)時(shí)將毫米刻度尺靠在紙帶上進(jìn)行測(cè)量的情況，讀出圖中所給的測(cè)量點(diǎn)的讀數(shù)分別是__10.00 cm__、__12.60 cm__、__22.60 cm__和__30.00 cm__。1,3兩點(diǎn)間的平均速度是__0.625__ m/s，1,4兩點(diǎn)間的平均速度是__0.725__ m/s,2點(diǎn)的速度更接近于__0.625__ m/s。
思路引導(dǎo)：→→
解析：由毫米刻度尺可讀出0,1,3,4點(diǎn)的讀數(shù)分別是10.00 cm,12.60 cm,22.60 cm,30.00 cm。
由題意知各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔Δt＝4×0.02 s＝0.08 s，由讀數(shù)可得1,3兩點(diǎn)和1,4兩點(diǎn)間的位移大小分別是
Δx1＝22.60 cm－12.60 cm＝10.00 cm，
Δx2＝30.00 cm－12.60 cm＝17.40 cm，
則1,3和1,4兩點(diǎn)間的平均速度分別是
v＝＝＝0.625 m/s，
2＝＝＝0.725 m/s。
1,3兩點(diǎn)更接近于2點(diǎn)，故2點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于1,3兩點(diǎn)間的平均速度0.625 m/s。
思維升華：
(1)利用平均速度來(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來(lái)求平均速度。
(2)分段測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x會(huì)帶來(lái)誤差。減小此誤差的方法是一次測(cè)量完成，即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。
【針對(duì)訓(xùn)練】
1．(2021·全國(guó)高一開學(xué)考試)如圖所示，這是用手拉動(dòng)紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的點(diǎn)跡，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用電源的周期為T，要計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，下列做法中誤差最小的是(　D　)
A．測(cè)量出A，I兩點(diǎn)間的距離x，利用平均速度的公式，得出v＝
B．測(cè)量出B、H兩點(diǎn)間的距離x，利用平均速度的公式，得出v＝
C．測(cè)量出C，G兩點(diǎn)間的距離x，利用平均速度的公式，得出v＝
D．測(cè)量出D、F兩點(diǎn)間的距離x，利用平均速度的公式，得出v＝
解析：由平均速度的定義式＝可知，當(dāng)Δt無(wú)限趨近于零時(shí)，平均速度就等于瞬時(shí)速度。所以時(shí)間越短，平均速度越接近于瞬時(shí)速度，誤差越小，D正確，ABC錯(cuò)誤。
探究4?利用v－t圖像描述物體的運(yùn)動(dòng)
情境導(dǎo)入
百米賽跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度自始至終不變嗎？如果有變化，你估計(jì)是怎樣變化的？某位運(yùn)動(dòng)員百米賽跑的成績(jī)是10.57 s，按照你的估計(jì)畫出他在這段時(shí)間的v－t圖像的草圖。如果是沒有受過(guò)訓(xùn)練的同學(xué)跑百米，他的v－t圖像的形狀可能有什么不同？
提示：運(yùn)動(dòng)員是從靜止開始運(yùn)動(dòng)的，其速度在較短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到一個(gè)比較大的數(shù)值，然后一段時(shí)間內(nèi)速度大小雖有波動(dòng)，但變化不大，直至完成百米賽跑。其v－t圖像可由圖甲表示。
如果是沒有受過(guò)訓(xùn)練的同學(xué)跑百米，其速度的最大值較小，另外也不能較長(zhǎng)時(shí)間維持比較大的速度，其v－t圖像可用圖乙表示。
【要點(diǎn)提煉】
1．v－t圖像：
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(cè)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(lái)，即得到如圖所示的v－t圖像。
2．v－t圖像的應(yīng)用
(1)由圖像能看出每一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，判斷速度大小的變化及其方向。
(2)根據(jù)圖線斜率判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，斜率的絕對(duì)值越大，表示速度變化越快。
如圖所示，①做勻速運(yùn)動(dòng)，②③都做變速運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)方向相反，②的速度變化更快。
(3)截距：v－t圖像的縱軸截距表示初始時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度，橫軸截距表示物體速度為零的時(shí)刻。
(4)圖線交點(diǎn)：兩條圖線相交，交點(diǎn)表示兩物體此時(shí)的瞬時(shí)速度相同。
【典例剖析】
典題2　圖1用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車瞬時(shí)速度時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從0點(diǎn)開始按照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0,1,2,3,4,5,6…現(xiàn)在量得0、1間的距離x1＝5.18 cm，1、2間的距離x2＝4.40 cm,2、3間的距離x3＝3.62 cm，3、4間的距離x4＝2.78 cm,4、5間的距離x5＝2.00 cm，5、6間的距離x6＝1.22 cm。(每0.02 s打一次點(diǎn))
(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先__啟動(dòng)電源__再__釋放紙帶__(填“釋放紙帶”或“啟動(dòng)電源”)。
(2)根據(jù)上面的記錄，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)小車的速度值并填在表中。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s－1) __2.40__ __2.01__ __1.60__ __1．20__ __0.81__
(3)根據(jù)(2)中表格，在圖2中畫出小車的速度—時(shí)間圖像，并說(shuō)明小車速度變化的特點(diǎn)。
思路引導(dǎo)：→→→
解析：(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先啟動(dòng)電源，后釋放紙帶，若先釋放紙帶，則紙帶的有效利用長(zhǎng)度將減小。
(2)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用包含該點(diǎn)的一段位移內(nèi)的平均速度表示，打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt＝2×0.02 s＝0.04 s，則打1點(diǎn)時(shí)：v1＝≈2.40 m/s
打2點(diǎn)時(shí)：v2＝≈2.01 m/s
打3點(diǎn)時(shí)：v3＝＝1.60 m/s
打4點(diǎn)時(shí)：v4＝≈1．20 m/s
打5點(diǎn)時(shí)：v5＝≈0.81 m/s
將數(shù)值填入表格中：
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s－1) 2.40 2.01 1.60 1．20 0.81
(3)描點(diǎn)并連線得小車的速度—時(shí)間圖像，如圖所示，由圖像可知，小車速度逐漸減小。
思維升華：
作圖像的規(guī)范要求
(1)明確坐標(biāo)軸的意義并選取合理標(biāo)度，既要把數(shù)據(jù)標(biāo)注在圖像上，又要?jiǎng)蚍Q直觀。
(2)圖像中的點(diǎn)要用平行于坐標(biāo)軸的虛線形象直觀地表示出其位置。
(3)如果圖像是直線，要求盡可能多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)。
(4)如果圖像是曲線，物體在各個(gè)時(shí)刻都有速度，速度隨時(shí)間是連續(xù)變化的，觀察描出的點(diǎn)的分布特點(diǎn)，然后用平滑的曲線表示出速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，這一過(guò)程稱為“擬合”。
【針對(duì)訓(xùn)練】
2．(多選)某同學(xué)出門乘坐公交車去學(xué)校參加期末考試，公交車出發(fā)加速，飛速地奔馳著，到站減速。如果將公交兩站間的行駛進(jìn)行簡(jiǎn)化，v－t圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(　CD　)
A．圖像OA段表示物體的速度均勻增大
B．圖像AB段表示物體靜止
C．在0～3 s內(nèi)與6～9 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向相同
D．在6～12 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化
解析：圖像OA段表示物體的速度在增大，但是速度增大的快慢程度不同，故A錯(cuò)誤；圖像AB段表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；在0～3 s內(nèi)與6～9 s內(nèi)速度均為正值，則物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，故C正確；根據(jù)圖像可知，6～9 s內(nèi)物體向正方向運(yùn)動(dòng)，9～12 s內(nèi)物體向反方向運(yùn)動(dòng)，故D正確。
對(duì)瞬時(shí)速度中極限思想的理解
案例　(2021·北京人大附中高一月考)2019年9月29日，中國(guó)女排在日本大阪奪得2019年女排世界杯冠軍，這是她們隊(duì)史上的世界杯第5冠。比賽中主攻手朱婷凌厲的扣殺給觀眾留下了深刻的印象。在她某次發(fā)球時(shí)一位攝影愛好者從側(cè)面給她拍了張全身照，朱婷的實(shí)際身高為1.98 m，相機(jī)的曝光時(shí)間為 s，在照片上朱婷身高5.00 cm，排球在照片上留下了0.50 cm的徑跡，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出她發(fā)球的速度約為(　B　)
A．12 m/s　　　　　　 B．24 m/s
C．36 m/s D．48 m/s
解析：估算時(shí)可認(rèn)為朱婷的身高為2 m，則排球在曝光時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x＝×0.50 m＝0.2m，因?yàn)檎障鄼C(jī)曝光的時(shí)間很短，可以認(rèn)為該段時(shí)間內(nèi)排球的平均速度近似等于朱婷發(fā)球的速度，即v＝＝＝24 m/s，故B正確。
核心素養(yǎng)　科學(xué)思維
瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度，但是我們?cè)谔幚韱?wèn)題時(shí)可以認(rèn)為瞬時(shí)速度是物體在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度，這是物理學(xué)中的極限思維，體現(xiàn)了新課標(biāo)對(duì)同學(xué)們的物理學(xué)科素養(yǎng)的要求。
核心素養(yǎng)提升
1．(多選)(2021·全國(guó)高一開學(xué)考試)如圖所示為A、B兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間(x－t)圖像，A質(zhì)點(diǎn)的圖像為直線，B質(zhì)點(diǎn)的圖像為過(guò)原點(diǎn)的拋物線，兩圖像交點(diǎn)C、D坐標(biāo)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　AD　)
A．t1時(shí)刻A追上B，t2時(shí)刻B追上A
B．t1－ t2時(shí)間段內(nèi)B質(zhì)點(diǎn)的平均速度小于A質(zhì)點(diǎn)的平均速度
C．質(zhì)點(diǎn)A做直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B做曲線運(yùn)動(dòng)
D．兩物體速度相等的時(shí)刻一定在t1－t2時(shí)間段內(nèi)的某時(shí)刻
解析：t1時(shí)刻前，A在B的后方，t1時(shí)刻兩圖像相交，說(shuō)明A追上B，t1～t2時(shí)間段之內(nèi)，A在B的前方，t2時(shí)刻B追上A，A正確；t1～t2時(shí)間段內(nèi)，兩質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的位移相等，所用時(shí)間相等，則B質(zhì)點(diǎn)的平均速度與A質(zhì)點(diǎn)的平均速度相等， B錯(cuò)誤；位移時(shí)間圖像只能表示直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可知兩質(zhì)點(diǎn)都做直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)位移時(shí)間圖像斜率表示速度，可知，兩物體速度相等的時(shí)刻定在t1～t2時(shí)間段內(nèi)的某時(shí)刻，D正確。
2．(2021·江西吉安市高一期末)(多選)甲、乙兩個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)，它們的速度—時(shí)間圖像分別如圖中直線a、b所示，在t1時(shí)刻(　AD　)
A．它們的運(yùn)動(dòng)方向相同
B．甲一定在乙的后面
C．甲的速度比乙的速度大
D．乙的速度比甲的速度大
解析：圖線在橫軸上方，速度均為正值，表示物體的運(yùn)動(dòng)方向均沿正方向，運(yùn)動(dòng)方向相同，A正確；由于在初始時(shí)刻甲、乙的位置關(guān)系未知，所以無(wú)法判斷在t1時(shí)刻甲、乙的位置關(guān)系，B錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻b圖線對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值大，故乙的速度比甲的速度大，C錯(cuò)誤，D正確。
3．(多選)下列四個(gè)圖像中表示物體做加速運(yùn)動(dòng)的是(　　)
答案　BD
4 .如圖所示為做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的v－t圖像。有關(guān)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A．質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同
B．質(zhì)點(diǎn)甲向選定的正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙與甲的運(yùn)動(dòng)方向相反
C．不管質(zhì)點(diǎn)甲、乙是否從同一地點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離一定越來(lái)越大
D．在相同的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同
答案　B
5 .如圖是物體做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖像，由圖可知，該物體(　　)
A．第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反
B．第2 s內(nèi)靜止不動(dòng)
C．第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反
D．第2 s末和第4 s末的速度相同
答案　C
解析　物體在第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)速度都在t軸上方，故運(yùn)動(dòng)方向相同，故A錯(cuò)誤；
第2 s內(nèi)速度保持不變，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
第3 s內(nèi)速度為正，第4 s內(nèi)速度為負(fù)，故C正確；
第2 s末和第4 s末速度大小相等，方向相反，故D錯(cuò)誤。
6．(2023·北師大附中高一期中)如圖所示，圖甲是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的示意圖，圖乙是該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶，(電源頻率為50 Hz)則以下說(shuō)法中正確的是(　　)
A．將該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在8 V的直流電源上，它將在紙帶上每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)
B．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，紙帶上點(diǎn)跡越疏的地方表示紙帶的運(yùn)動(dòng)速度越小
C．若紙帶上打出D、F兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為Δt，兩點(diǎn)間距離為Δx，則可以大致表示紙帶上D、F之間任何一點(diǎn)的瞬時(shí)速度
D．D、F兩點(diǎn)間距離過(guò)小，測(cè)量誤差會(huì)增大，所以實(shí)際測(cè)量中D、F之間的距離越大越好
答案　C
解析　將該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在8 V的交變電源上，它將在紙帶上每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，紙帶上點(diǎn)跡越疏的地方表示紙帶的運(yùn)動(dòng)速度越大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若紙帶上打出D、F兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為Δt，兩點(diǎn)間距離為Δx，則可以大致表示紙帶上D、F之間任何一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，選項(xiàng)C正確；D、F兩點(diǎn)間距離越小，測(cè)量誤差會(huì)變大，但實(shí)際測(cè)量中D、F之間的距離并非越大越好，適當(dāng)增大最好，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
7．在“測(cè)量紙帶的速度”的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的紙帶，其中A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG的長(zhǎng)度，下列用來(lái)計(jì)算打D點(diǎn)時(shí)紙帶速度的表達(dá)式中誤差最小的是(　　)
A. B.
C. D.
答案　B
解析　某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用該點(diǎn)為中間時(shí)刻的一段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小來(lái)代替，vn＝，而且所選時(shí)間段越短，誤差越小，B正確。
8．如圖所示的A、B、C三條紙帶，是某同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)得到的紙帶(紙帶的左端連接小車)，電源頻率為50 Hz。
(1)從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定：紙帶________是勻速通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，紙帶________是越來(lái)越快的，紙帶________是開始越來(lái)越快，后來(lái)又越來(lái)越慢的。(均填“A”“B”或“C”)
(2)圖中紙帶C是舍去前面比較密的點(diǎn)，從0點(diǎn)開始，每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1,2,3,4,5，那么相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為______ s。各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖所示，則小車通過(guò)“1”計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度大小v1＝______ m/s，通過(guò)“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度大小v3＝________ m/s。
答案　(1)A　B　C　(2)0.1　0.135　0.18
解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔相同，若紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，則打出的點(diǎn)間距是相等的，若紙帶做加速運(yùn)動(dòng)，則打出的點(diǎn)間距越來(lái)越大，若紙帶做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則打出的點(diǎn)間距越來(lái)越小，由此可知，紙帶A是勻速通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，紙帶B是越來(lái)越快的，紙帶C是開始越來(lái)越快后來(lái)又越來(lái)越慢的。
(2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1 s，通過(guò)“1”計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度大小可用0、2計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度大小表示，則有v1＝＝0.135 m/s。
通過(guò)“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度大小可用2、4計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度大小表示，則有v3＝＝0.18 m/s。
9．某興趣小組的同學(xué)們?cè)谧觥坝么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，讓重錘自由下落，打出的一條紙帶如圖所示，圖中直尺的單位為cm，點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D、…依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)打出的各點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T＝0.02 s打一個(gè)點(diǎn)。
(1)紙帶的________(填“左端”或“右端”)與重錘相連。
(2)xOF＝________cm，xOH＝________cm，F(xiàn)H段的平均速度大小為＝________m/s。
(3)如果當(dāng)時(shí)交變電流的頻率f＝51 Hz，而計(jì)算時(shí)仍按f＝50 Hz處理，那么速度測(cè)量值將________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知T＝)
答案　(1)左端　(2)6.10　11.40　1.325　(3)偏小
解析　(1)紙帶下落時(shí)，速度越來(lái)越快，紙帶上的點(diǎn)跡為等時(shí)間間隔的位移。則點(diǎn)跡間距不斷增大，從題圖知從左到右點(diǎn)跡間距逐漸增加，則紙帶的左端與重錘相連。
(2)由題圖可知，xOF＝6.10 cm，xOH＝11.40 cm，xFH＝xOH－xOF＝5.30×10－2 m，則＝ m/s＝1.325 m/s。
(3)如果f＝51 Hz>50 Hz，則實(shí)際打點(diǎn)周期偏小，計(jì)時(shí)引用數(shù)據(jù)偏大，由v＝中可知，速度測(cè)量值將偏小。
10．用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度。如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間為Δt1＝0.29 s，通過(guò)光電門2的時(shí)間為Δt2＝0.11 s，已知遮光條的寬度為3.0 cm，則滑塊通過(guò)光電門1的速度大小為________ m/s，通過(guò)光電門2的速度大小為______ m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
答案　0.10　0.27
解析　由于滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)遮光條的擋光時(shí)間較短，所以滑塊經(jīng)過(guò)光電門的速度大小可用遮光條擋光時(shí)間內(nèi)的平均速度大小表示。經(jīng)過(guò)光電門1的速度大小v1＝＝ m/s ≈0.10 m/s，經(jīng)過(guò)光電門2的速度大小v2＝＝ m/s≈0.27 m/s。
11．除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外，人們還用頻閃照相法來(lái)記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。如圖所示是采用每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾下的頻閃照片，照片中每?jī)蓚€(gè)相鄰小球的影像間隔的時(shí)間就是0.1 s，這樣便記錄了小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，而小球運(yùn)動(dòng)的位移可以用尺子量出。
根據(jù)小球的頻閃照片提供的信息，在圖中作出小球的v－t圖像，并由圖像確定第一次曝光時(shí)小球的速度大小為________ m/s。
答案　見解析圖　0.40
解析　可以求出第2、3、4、5次曝光時(shí)小球的速度大小，
v2＝＝0.80 m/s，
v3＝＝1.15 m/s，
v4＝＝1.70 m/s，
v5＝＝2.05 m/s，
小球的v－t圖像為直線(如圖所示)，
延長(zhǎng)圖線可知第一次曝光時(shí)小球的速度大小v1＝0.40 m/s。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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