第1章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

实验一　探究小车速度随时间变化的规律 【实验目的】 　1.练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)。3.测定匀变速直线运动的加速度。 备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 一、打点计时器 1．作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。 2．结构 (1)电磁打点计时器(如图1) 　 (2)电火花计时器(如图2) 3．工作条件： 二、实验：研究匀变速直线运动 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、毫米刻度尺、导线、交流电源。 2．实验过程 (1)按照实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。 3．数据处理 (1)由实验数据得出v ­t图像 ①根据实验所得的v、t数据，在直角坐标系中仔细描点。 ②作一条直线，使同一次实验得到的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，这条直线就是本次实验的v ­t图线，它是一条倾斜的直线，如图。 (2)由实验得出的v ­t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律 ①直接分析图像的特点得出。小车运动的v ­t图像是一条倾斜的直线，如图，当时间增加相同的值Δt时，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。 ②通过函数关系进一步得出。既然小车的v ­t图像是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，显然v与t成线性关系，小车的速度随时间均匀变化。 【注意事项】 [实验仪器]　　　　 　　 计时点和计数点的区别 计时点是指打点计时器在纸带上打下的所有点，计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的部分计时点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。 [实验过程]　　　　 　　 ①靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。 ②一先一后：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。 ③防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮碰撞。 [数据处理]　　　　 　　 准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，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。 [误差分析]　　　　 　　 ①减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，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。 ②平行：纸带、细绳要和长木板平行。 ③多次测量：实验时要多测几组数据，以尽量减小误差。 ④改善条件：木板的粗糙程度并非完全相同，为减小误差可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨。 ⑤标度合适：作出的v ­t图像并不是一条直线。描点时用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位。 备考第2步——研典题破重难，透析高考考法 层级1 基础实验过关 【典例引领】 【例1】 用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带。 (1)电火花计时器接的是____________伏的________(填“直流”或“交流”)电源；计时器打点的时间间隔为0.02 s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示。 (2)小车由静止开始运动，则纸带的______(填“左”或“右”)端与小车相连。 (3)用刻度尺量得OA＝1.20 cm，OB＝2.80 cm，OC＝5.80 cm，OD＝7.20 cm，打B点时纸带的速度大小为________ m/s，纸带运动的加速度大小为________ m/s2。 (4)如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值________(填“偏大”或“偏小”)。 (5)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是________。 A．电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．电源的电压越高，打点的时间间隔就越小 解析：(1)电火花计时器应用电压为220 V的交流电源。 (2)小车从静止开始，即做加速运动，相邻计数点间距变大，可知小车与纸带的左端相连。 (3)打B点时纸带的速度vB＝＝×10－2 m/s＝0.23 m/s；由