第05讲 探究小车速度随时间变化的规律（讲义）-2024年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第05讲 探究小车速度随时间变化的规律 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 复习目标 网络构建 考点一 教材原型实验 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 知识点2 利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度 【提升·必考题型归纳】 考向1 利用纸带求瞬时速度和加速度 考向2 原型实验误差分析 考点二 创新实验方案 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点 实验方案的改进 【提升·必考题型归纳】 考向1 创新方案测量瞬时速度和加速度的方法 考向2 创新实验误差分析 真题感悟 1、 掌握实验的原理，能利用纸带求出物体的瞬时速度和加速度，会做出必要的误差分析。 2、 能够在原型实验基础上，会处理利用了光电门等传感器的其他同类实验。 考点要求 考题统计 考情分析 探究小车速度随时间变化的规律 近三年无考查 高考对该实验的考查，考查频率较低，但该实验所涉及到测速度的方法，会在其他力学实验中出现，因此，这个实验是一个基础性的实验。 考点一 教材原型实验 知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 一、实验目的 1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。 2.研究物体匀变速直线运动的规律。 二、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、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。 三、实验思路 1.打点计时器原理 2.用“平均速度法”测速度 瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度。 3.匀变速直线运动的速度测量 在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,故打第n个点时纸带的瞬时速度为vn=。 四、实验步骤 1.按照如图所示实验装置，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，下端挂合适的槽码，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.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。 五、实验操作的四点注意 1．实验前应调节纸带和细绳，使其与木板平行。 2．在研究匀变速直线运动的实验中，可通过改变悬挂的钩码个数来改变加速度，无需平衡小车的摩擦力。 3．实验中应先接通电源，后让小车运动，实验完毕应先断开电源后取纸带。 4．在小车到达木板末端前应让小车停止运动，以防小车与滑轮相撞及钩码落地。 六、误差分析 1.纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差。 2.计数点间距测量有偶然误差。 3.作图有误差。 知识点2　利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度 1．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。 (2)Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。 (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)。 (4)Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等。 2.由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,即vn=来计算。 3.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法 根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔),求出a1=,a2=,a3=,然后取平均值a=,即为物体的加速度。 在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T。 (2)图像法 利用vn=求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图像的斜率求物体运动的加速度。 考向1 利用纸带求瞬时速度和加速度 1．某同学利用打点计时器研究做匀变速直线运动小车的运动情况。图示为该同学实验时打出的一条纸带，其中纸带右端与小车相连接，纸带上两相邻计数点的时间间隔是。请回答下列问题： （1）关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是___________。 A．电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短