考点04 实验一 探究小车速度随时间变化的规律（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点04 实验一：探究小车速度随时间变化的规律 1. 3年真题考点分布 题型 选择题 高考考点 探究小车速度随时间变化规律；描绘实验的v-t图像求加速度；测定重力加速度；逐差法求加速度；打点计时器的使用；纸带的数据处理和分析；实验创新与改进 新高考 2023 浙江春招16题、全国甲卷23题 2022 北京卷16题、江苏卷11题、全国乙卷22题 2021 湖北卷12题、天津卷9题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计7次，主要考查： 1. 探究小车速度随时间变化规律； 2. 测定自由落体运动的重力加速度； 3. 处理纸带数据，利用逐差法求加速度； 【备考策略】掌握匀变速直线运动规律，结合探究小车速度变化规律和测定重力加速度实验，掌握打点计时器的使用，能准确分析纸带数据，利用逐差法求加速度，利用图像分析产生误差原因。理解利用频闪相机和光电门测定物体速度的创新型实验的原理和处理问题的科学方法。 【命题预测】新高考会更加重视探究小车速度随时间变化规律，还原教材，此实验必定更具有真实性、探究性和开放性。创新型实验也将成为以后高考的热门考向，2024年考生在学习探究小车速度随时间变化规律的同时，不要忽略对创新型实验的探索，既要重视小车速度随时间变化规律实验，而且不能忽略对创新型实验的探索。 考法1 基本实验要求 一、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、 、导线、电源、复写纸片。 二、实验原理 三、实验步骤 1. 按照如图1所示实验装置，把打点计时器固定在长木板 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. 把小车停靠在打点计时器处，先 ，后 ； 4. 小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； 5. 换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析. 四、注意事项 1. 平行：纸带、细绳要和长木板平行. 2. 两先两后：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. 3. 防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞. 4. 减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜. 【典例1】（2023·浙江·高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。 ①需要的实验操作有__________（多选）； A．调节滑轮使细线与轨道平行 B．倾斜轨道以补偿阻力 C．小车靠近打点计时器静止释放 D．先接通电源再释放小车 ②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为__________。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点2时小车的速度大小为：__________（结果保留3位有效数字）。 误差来源及分析分析 （1）交流电频率变化引起的误差 交流电源的频率出现波动时,打点周期会随之变化.频率升高时,打点周期减小,由于计算时仍按照原打点周期值,各点的瞬时速度的测量值将偏小,加速度的测量也会偏小值 (2)位移的测量引起误差 如果各计数点间的位移较小或相邻计数点之问的位移之差较小，位移测量的相对误差就会较大，从而导致速度和加速度的测量误差较大. 1．（2021·山东日照·统考三模）小明同学用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，请你帮助小明完成实验。 （1）除了图甲中标出的器材外，还需要___________（请填选项前的字母序号） A．弹簧测力计        B．刻度尺        C．天平            D．秒表 （2）实验中，必要的措施是___________（请填选项前的字母序号） A．重物的质量远远小于小车的质量 B．先接通电源，待打点稳定后再释放小车 C．小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行 D．长木板的一端垫高，直到小车不挂重物时能够匀速下滑 （3）实验中得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。小车的加速度大小___________m/s2（要求充分利用测量的数据，结果保留2位有效数字）。 2．（2022·新疆喀什·统考一模）（1）在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，给你以下器材：电磁打点计时器、电池组、纸带、复写纸、小车、钩码、细绳、一端附有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是___________，还需要增添的器材有___________。 （2）关于“探究小车速