专题07探究小车速度随时间变化的规律-2023届高三物理一轮复习重难点逐个突破

专题07 探究小车速度随时间变化的规律 本实验不需要平衡摩擦力不需要满足悬挂槽码的质量远小于小车的质量 考点一 　基本实验 一、1.打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器．当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点． 2.电火花打点计时器的工作电压是220 V的交流电源；电磁打点计时器的工作电压是6 V以下的交流电源。 二、实验：探究小车速度随时间变化的规律 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交变电源． 2． 实验步骤 (1)实验装置如上图，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电源； (2)把细绳的一端系在小车上绕过滑轮，另一端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车； (4)小车到达长木板末端前让小车停止运动，纸带上就会打出一系列点迹． (5)断开电源，取下纸带，每5个点(即以0.1 s为周期)标注一个计数点，如图所示． (6)增减所挂的槽码，更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析． 3．数据处理 (1)用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. 用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝＝. (2)根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描点，根据描点作一条直线（不要连成折线），如图，通过图像的斜率求解物体的加速度。 4.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离，Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….若Δx等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动． 5．注意事项 (1)纸带、细绳要与长木板平行． (2)打点前，使物体停在靠近打点计时器的位置. (3)实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕先断开电源，后取下纸带． (4)在小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止小车与滑轮相撞． (5)对纸带进行测量时，应测量出各个计数点到起始点O之间的距离．读数时应估读到毫米的下一位． 6．误差分析 (1)纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差． (2)计数点间距测量有偶然误差． (3)作图有误差． 1．在“研究匀变速直线运动”的实验中：实验过程中，下列做法正确的是（　　） A．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在距离滑轮和打点计时器相等的位置 2．（2022·贵州·高二开学考）如图是打点计时器打下的纸带，相邻计数点间的距离分别为、和，时间间隔为，则打点计时器打下计数点1到3所需时间和这段时间内纸带的平均速度分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 3．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带如图所示，要求测出D点的瞬时速度。本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是（　　） A．＝vD，Δt1＝0.14s B．＝vD，Δt2＝0.06s C．＝vD，Δt3＝0.1s D．＝vD，Δt4＝0.04s 4．（2022·宁夏·盐池中学高三期中）某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验．装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带． (1)关于该实验，下列说法正确的是________． A．打点时先释放纸带再接通电源 B．应使重物的质量远小于小车的质量 C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行 (2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB＝______；小车运动的加速度a＝______． (3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v ­ t图像，你认为作图正确的是________． 5.(2022·浙江省高三模拟)某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(未到达滑轮处)．从纸带上选取便于测量的部分，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示． (1)实验中除了打点计时器外，下列还需要用到的测量器材是________． A．游标卡尺 B．秒表 C．毫米刻度尺 D．托盘天平 (2)通过分析纸带上的数据，可判断物块开始减速的时刻位于________． A．计数点5和6