第一章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（单选版 新教材 新高考）

实验❶　探究小车速度随时间变化的规律 一、实验器材 　电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。 二、关键操作 1．安装：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。 2．先后：先接通电源，然后放开小车。 三、测量距离 　如图所示，要舍掉开始时的密集点。 一次性测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，可以减小长度的测量误差。 考点一 教材原型实验(物理观念、科学探究) 角度 实验操作与注意事项 【典例1】在研究小车速度随时间变化特点的实验中， (1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材。 A．电磁打点计时器 B．天平 C．低压交流电源 D．低压直流电源 E．细绳和纸带 F．槽码和小车 G．秒表 H．一端有滑轮的长木板 Ⅰ.刻度尺 选出的器材有AEFH，还需要 。 (2)某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做两次，选择一条较为理想的纸带； B．将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上低压交流电源； C．把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再接通电源； D．断开电源，取下纸带； E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。 以上步骤有错误的是 (填步骤前的字母)，应更正为 ；步骤合理的顺序是 (填步骤前的字母)。 答案：(1)C、I　(2)C　先接通电源，再释放小车　BECDA 解析：(1)在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，打点计时器使用的是交流电源，因此不需要直流电源，同时打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表。测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是C、I。 (2)以上步骤有错误的是C，应先接通电源，再释放小车；根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序可知，操作步骤的顺序为BECDA。 角度 数据处理及误差分析 1．匀变速直线运动的判断 若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。 2．计算速度 第n点的瞬时速度：vn＝。 3．利用纸带求加速度 (1)逐差法：先求出a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即a＝＝。 (2)图像法：vt图像的斜率表示加速度。 注意：描点连线要仔细，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侧。 【典例2】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流电的频率为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C点时物块的速度大小为 m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为 m/s2(保留2位有效数字)。 答案： A　0.233　0.75 解析：物块加速下滑，在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是A点；根据刻度尺读数规则可读出，B点对应的刻度为1．20 cm，C点对应的刻度为3.15 cm，D点对应的刻度为5.85 cm，E点对应的刻度为9.30 cm，AB＝1．20 cm，BC＝1．95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm，两个相邻计数点之间的时间T＝5× s＝0.10 s，根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打C点时物块的速度大小为vC＝≈0.233 m/s；由逐差法可得a＝，解得a＝0.75 m/s2。 考点二 实验的拓展与创新(科学探究、科学思维) 角度 实验过程、实验器材上的创新 1．斜面、自由下落水平运动。 2．光电门、频闪照片、位移传感器打点计时器。 【典例3】(2020·海南卷)某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度。 实验器材：有机玻璃条(白色是透光部分，黑色是宽度均为d＝1．00 cm的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺。 主要实验过程如下： (1)将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物； (2)用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图乙所示，读出两挡光片间的距离L＝ cm； (3)手提玻璃条上端使它静止在 方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过； (4)让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t1＝10.003 ms和t2＝5.000 ms； (5)根据以上测量的数据计算出重力加速度g＝ m/s2(结果保留3位有效数字)