知识点5：探究小车速度随时间变化的规律 拔尖版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点5：探究小车速度随时间变化的规律 考点一：教材原型实验 【知识思维方法技巧】 数据处理 注意：（1）区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点．要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的，都是描5个计时点的时间． （2）涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带． （3）利用逐差法求解平均加速度：若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第三段，或去掉一段变为偶数段由； 【典例1拔尖题】某同学利用图所示的实验装置，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所示。 （1）实验中除了打点计时器外，还需要用到的测量器材是________。 （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之间某时刻 B．计数点6和7之间某时刻 C．计数点7和8之间某时刻 （3）若打点计时器所接电源的频率为50 Hz，计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s(均保留3位有效数字)。 【典例1拔尖题对应练习】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，各个计数点已经在纸带上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f＝50 Hz的交流电源。 （1）该实验__________平衡摩擦力，__________满足钩码的质量远远小于木块的质量(填“需要”“不需要”)； （2）打下计数点6时纸带的速度v6＝__________(用给定字母表示)； （3）物体加速度为a＝___________________________________(用给定字母表示)； （4）如果交变电流的频率f＞50 Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。 考点二：实验器材的改进 【知识思维方法技巧】 （1）速度测量方法的改进： 打点计时器纸带求速度由光电门（v＝）、频闪照相、滴水法代替求速度。 （2）获得加速度方法的改进： 靠重物的拉力获得加速度由长木板倾斜靠重力获得加速度代替。 （3）加速度测量方法的改进： 打点纸带利用逐差法求加速度由利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式代替求加速度。a＝. 【典例1拔尖题】用图甲装置可以测量滑块的加速度．气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两个光电传感器1、2，滑块上固定一遮光条，滑块与遮光条的总质量为M，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器1、2时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像． （1）实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U随时间t变化的图像如图乙所示，则要将气垫导轨右侧________(选填“调低”或“调高”)． （2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________ mm. （3）若图乙是正确操作所得图像，则滑块运动的加速度大小a＝________(用d、t1、t2、t′表示)此测量值与真实加速度相比________(选填“偏大”或“偏小”)，在这个实验中，两个光电传感器之间的距离适当________(选填“大”或“小”)一些，误差较小． 考点三：测量物理量的变更：测重力加速度 题型一：应用落体法测重力加速度 【知识思维方法技巧】 自由落体法测重力加速度的原理： 根据物体作自由落体运动，可用秒表、打点计时、光电门、闪光照片、滴水...测出物体下落的高度、时间及速度，再利用公式v＝gt、h＝gt2、v2＝2gh可测出重力加速度。 类型一：应用落体法+打点计时器进行测量 【典例1a拔尖题】某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)．实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器．光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt. (1)除图中所用的实验器材外，该实验还需要________________(填“天平”或“刻度尺”)； (2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50 cm，记录时间间隔的数据如表所示； 编号 1遮光带 2遮光带 3遮光带 … Δt/(×10－3s) 73.04 38.67 30.00 … 根据上述实验