第1章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　探究小车速度随时间变化的规律 (对应学生用书第19页) 教材原型实验　 　实验原理与操作 1．打点计时器要求： 电磁打点计时器用“8 V,50 Hz”交流电源； 电火花计时器用“220 V,50 Hz”交流电源。 2．本实验操作顺序提示：木板—计时器—小车—通电—断电。 3．考查操作的热点问题是：先通电再放小车，先断电再取纸带。 [题组训练] 1．某同学采用如图甲所示的装置及电火花计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。 (1)为完成本实验，下列器材中必须有的是(填编号)________。 ①天平 ②4～6 V低压直流电源 ③刻度尺 ④秒表 (2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必要的是________。 A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量 B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行 C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起 D．释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置 E．选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验 (3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为f，若________________________(填写表达式，用题及图中物理量表示)，则可认为匀变速直线运动具有____________________________________________ _________________________________________________________的特点(提示：填有关速度或位移的特点)。 甲 乙 [解析]　(1)在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量，故①错误；实验使用的电源必须是交流电源，故②错误；刻度尺要用来测量纸带上各点之间的距离，所以必须要有刻度尺，故③正确；打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，故④错误。 (2)不管托盘和砝码的总质量与小车的总质量大小关系如何，只要小车做匀变速直线运动即可，即托盘和砝码的总质量不需要远小于小车的总质量，故A错误；调整滑轮的高度，使细线与长木板平行，保证小车所受的合力在运动过程中不变，故B正确；将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起是为了平衡摩擦力，但本实验是探究小车做匀变速直线运动的特点，不管是否平衡摩擦力，只要小车做匀变速直线运动即可，因此不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起，故C错误；为了纸带的利用率，释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置，故D正确；为了保证小车受力稳定，做匀变速直线运动，因此要选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验，故E正确。 (3)匀变速直线运动在连续相等时间间隔内的位移差相等，本实验要探究小车做匀变速直线运动的特点，即s4－s3＝s3－s2＝s2－s1。 [答案]　(1)③　(2)BDE　(3)s4－s3＝s3－s2＝s2－s1　连续相等时间间隔内的位移之差相等 2．(2023·沭阳县修远中学高三月考)某同学用如图所示装置测定重力加速度的大小，已知打点计时器的频率为50 Hz，请回答： (1)除打点计时器、纸带、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有________(填选项代号)。 A．电压为6 V以下的交流电源 B．电压为220 V的交流电源 C．刻度尺 D．秒表 (2)打出的纸带如图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的________端(选填“左”或“右”)。 (3)已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为______ m/s，所测得的重力加速度大小为______ m/s2(结果均保留三位有效数字)。 [解析]　(1)电磁打点计时器需要低压交流电源，故A正确，B错误；打出的纸带需要刻度尺测量计数点间的距离，所以需要刻度尺，故C正确；打点计时器本身就是一种计时仪器，所以不需要秒表，故D错误。 (2)因为纸带做加速运动，所以打出的点间的距离会越来越大，所以重物连接在纸带的左端。 (3)相邻计时点间的时间间隔为0.02 s，匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故C点速度等于AE段平均速度，故 vC＝＝ m/s≈1.17 m/s 根据公式Δx＝gT2得，即 g＝ 代入数据可得 g＝ m/s2＝9.75 m/s2。 [答案]　(1)AC　(2)左　 (3)1.17　9.75 　数据处理与误差分析 1．计算时应注意的问题 (1)时间间隔：“相邻两个计数点间有4个点”或“每5个点取1个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。 (2)单位换算：本实验长度测量数据一般是“厘米”，要换算成“米”。 (3)有效数字：按有效数字的要求取计算结果。 2．减小实验误差的措施 (1)舍弃点密集部分，适当选取计数点。 (2)多测几组数据，用尽量多的数据计算。