5 第1章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

实验一 　探究小车速度随时间变化的规律 第一章　运动的描述　匀变速直线运动 基础梳理 夯根基 考点研析 提能力 课时精练(一)　运动的描述 内容索引 01 基础梳理 夯根基 一、实验目的 1．练习正确使用打点计时器。 2．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。 3．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v -t图像，根据图像求加速度。 二、实验原理、器材 1．实验原理 (1)小车在槽码的牵引下运动，利用打点计时器打出纸带，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。 (2)由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示，0，1，2…为时间间隔相等的各计数点，x1，x2，x3，x4…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝C(常量)，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 2．实验装置与器材 (1)实验装置： (2)器材：打点计时器、一段附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。 3．电磁打点计时器与电火花计时器的比较(如图所示) (1)作用：计时仪器，当接频率为50 Hz的交变电流时，每隔0.02 s打一次点。 4．计时点和计数点的区别 (1)计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，如果使用50 Hz的交流电源，两相邻计时点的时间间隔为0.02 s。 (2)计数点是人们根据需要选择一定数目的计时点取一个计数点，两个相邻计数点的时间间隔由选取计时点的个数而定。 注意：“每打n个计时点取一个计数点”与“每隔(n－1)个计时点取一个计数点”的时间间隔相等，即T＝nT0, 其中T0为相邻计时点的时间间隔，由所用交流电源的频率决定，T为相邻计数点的时间间隔。 三、实验步骤与操作 1．固定好实验器材，并连接好电路。 2．小车停在靠近打点计时器的位置。 3．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．关闭电源，取下纸带。 5．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。 四、实验数据处理 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。 位置 0 1 2 3 4 … x/m Δx/m Δt/s v/(m·s－1) 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。 五、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。 六、注意事项 1．平行：纸带、细绳要和长木板平行。 2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。 3．两先两后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带。 4．减小误差：小车另一端挂的槽码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小使纸带上打的点过于密集。 5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。 6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的标度，描点连线时不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两则。 返回 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1　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交流电源 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