知识点5：探究小车速度随时间变化的规律 提高版-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提高题】小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带(每两个点间还有4个点没有画出)。打点计时器的电源频率为50 Hz。 甲 乙 （1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中。 位置 A B C D E v/(m·s－1) 0.61 0.81 1.00 1.18 （2）小华同学根据实验数据在图乙中画出了小车的图像。请你根据v－t图像判断小车做的是__________________(填写序号) A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．.非匀变速直线运动 （3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v－t图像： 第一，先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条； 第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间； 第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v－t图像。 请回答这样做__________(选填“可行”“不可行”)，简要说明其理由__________________。 【典例1提高题对应练习】研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图(a)．纸带上计数点的间距如图(b)，相邻计数点的时间间隔为T，计数点O至其它各计数点的距离为xi(其中i＝1、2、3……)． （1）（多选）部分实验步骤如下，其中正确的有__________． A．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 B．必须抬高木板右端，补偿阻力 C．将小车尾部与纸带相连，小车停靠在打点计时器附近 D．先释放小车，后接通电源 （2）用x3、x5和T表示计数点4对应的小车速度大小为v4＝________________． （3）用x3、x6和T表示小车加速度的大小为a＝______________________． 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＝. 题型一：应用牵引法+光电门+气垫导轨探究模型 【知识思维方法技巧】 有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字．有效数字从左边第一个不为零的数字算起，如0.0125为三位有效数字，中学阶段一般取2位或3位有效数字。 【典例1提高题】用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 （1）实验的主要步骤： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d＝__________________mm； ②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x； ③滑块从A点静止释放(已知砝码落地前遮光片已通过光电门)； ④读出遮光片通过光电门所用的时间t； ⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。 （2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出－x图线如图7所示，求得该图线的斜率k＝______________________m－1s－2；由此进一步求得滑块的加速度a＝__________________m·s－2。(计算结果均保留3位有效数字) 【典例1提高题对应练习】研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电传感器. （1）一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用的交变电源的频率是50 Hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况. ①打点计时器的打点周期是________ s. ②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹).根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________ m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为________ m/s2. （2）另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动.滑块放置在水平气垫导轨的右侧