4 第一章 实验一　探究匀变速直线运动的特点（word教参）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（老高考 A版）

实验一　探究匀变速直线运动的特点 一、实验思路与操作 装置图与思路 操作要领 思路：小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化的情况。 注意：(1) 不需要平衡摩擦力。 (2) 不需要满足悬挂槽码的质量远小于小车的质量 (1) 安装：固定好实验器材，并连接好电路。 (2) 靠近：小车停在靠近打点计时器的位置。 (3) 先后：启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，在纸带上打下一行小点。 (4) 关闭：关闭电源，取下纸带。 (5) 更换：增减所挂的槽码(或在小车上放置重物) ，更换纸带，再重复做几次实验 二、数据记录及数据分析 1.数据测量 (1) 舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计时起点，以后依次每隔四个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示。 (2) 依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入设计表中。 (3) 1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、…将计算得出的各点的速度填入设计表中。 2.数据分析 (1) 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。根据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v ­t图像，如图所示。 (2) 观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律。 3.实验结论 小车的速度随时间均匀增加。 三、误差分析 1.根据纸带测量的位移有误差。 2.电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等。 3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 4.用作图法，作出的v ­t图像并不是一条直线。 5.木板的粗糙程度并非完全相同。 题型一　教材原型实验 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。 主要实验步骤如下 a．安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。 b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0) ，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F、…所示。 c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E、…点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5、… d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。 综合上述实验步骤，请你完成下列问题。 (1) 在下列仪器和器材中，还需要使用的有　　　　和　　　　。 A．电压合适的50 Hz交变电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝码) (2) 在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v ­t的图像。 (3) 观察v ­t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是　　　　　　，v ­t图像斜率的物理意义是　　　　。 (4) 描绘v ­t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是　　　　(选填“越小越好”或“与大小无关”) ；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差　　　　(选填“有关”或“无关”) 。 解析：　(1) 打点计时器使用的是交变电源，故选A，不选B；相邻点间的时间是已知的，故不选D；计数点间的距离需要用刻度尺测量，故选C；由于不需要知道小车和重物的质量，故不需要天平(含砝码) ，故不选E。 (2) 连线时要让尽量多的点在一条直线上，图像见答案图。 (3) 可以依据v ­t图像是倾斜的直线(斜率一定) ，即小车的速度随时间均匀变化，判断出小车做匀变速直线运动；v ­t图线的斜率表示加速度。 (4) 严格地讲，表示的是Δt内的平均速度，只有当Δt趋近于0时，才表示瞬时速度，因此若用表示各计数点的瞬时速度，对Δt的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的Δx越小，用计算得到的平均速度越接近计算点的瞬时速度，但Δx过小，测量误差会增大，因此选取的Δx大小与速度测量的误差有关。 答案：　(1) A　C　(2) 如图所示 (3) 小车的速度随时间均匀变化　加速度 (4) 越小越好　有关 针对练1.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是　　　　点。在打出C点时物块的速度大小为　　　　m/s(保留三位有效数字) ；物块下滑的加速度大小为　　　　m/s2(保留两位有效数字) 。 解析：　物块加速下滑，因此打点间距逐渐增大，故先打出A点。 打C点时物块的速度大小 vC＝＝ m/s≈0.233 m/s。 物块下滑的加速度大小 a＝＝ m/s2 ＝0