第11讲 学考实验（1）-2024年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第11讲 学考实验（1） 学习目录 实验1：用打点计时器测速度 1 实验2：探究小车速度随时间变化的规律 4 实验3：探究求合力的方法 7 实验4：探究加速度与力、质量的关系 9 实验5：探究作用力与反作用力的关系 14 实验6：研究平拋运动 17 重点知识 实验1：用打点计时器测速度 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、复写纸等． 2．两种打点计时器 (1)电磁打点计时器：电磁打点计时器是一种能按照相等时间间隔，在纸带上连续打点的仪器．所用电源应是交流电源，通常的工作电压在________以下，当电源的频率为50 Hz时，每隔________秒打一次点(如图12甲所示)． (2)电火花计时器：电火花计时器的计时原理与电磁打点计时器相同，不过 纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉，所用电源为交流电源，且通常的工作电压为________，当电源的频率为50 Hz时，每隔________秒打一次点(如图乙所示)． 3．实验步骤 (1)了解打点计时器的结构，然后把它固定好． (2)安装纸带． (3)启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源． (4)取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点．如果数出n个点，看这些点划分出来的间隔数是多少，由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间． (5)用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离． 4．数据处理 (1)求瞬时速度 图13 如图13中的BD段，根据B、D两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度v＝，可以用这个平均速度代表纸带经过C点时的瞬时速度． (2)用图象表示速度 物体运动的速度与时间的关系也可以用图象描述．以速度v为纵轴、时间t为横轴在方格纸上建立直角坐标系．将实验中的v、t数据，在坐标系中描点，再用一条平滑的曲线来“拟合”坐标系中描出的点，这条曲线反映了速度v与时间t的关系，如图14所示． 5．用传感器测速度 使用光电门传感器来测速度时，若挡光板的宽度为d，挡光的时间为t，则通过光电门时的速度为v＝. 考点击破 [例题1] （2022春•浙江期中）如图，是学校实验室中常用的打点计时器，影响该打点计时器计时周期的因素有（　　） A．振针的质量 B．振片的长短 [例题2] （2021秋•诸暨市校级期中）在练习使用打点计时器的实验中，请回答以下问题： （1）如图甲、乙所示分别为电磁打点计时器和电火花打点计时器，两种计时器都是实验中常用的实验器材，关于这两种打点计时器，下列说法正确的是 。 A．甲使用直流电源，乙使用交流电源 B．它们都使用220V的交流电源 C．它们打点周期都是0.02s D．乙工作时纸带受到的阻力较小，实验误差较小 （2）小兰使用打点计时器打出的一条纸带如图丙所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由纸带所示数据可算出：打点计时器打下C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（结果均保留两位有效数字）。 实验2：探究小车速度随时间变化的规律 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、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等． 2．实验步骤 (1)按照图14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，接通电源，放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带重复三次实验，选择一条比较理想的纸带进行测量分析． 3．数据处理 (1)瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝，求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度． (2)实验所得纸带如图所示，计算各测量点的瞬时速度： v1＝；v2＝；v3＝……vn＝. (3)用图象法研究速度随时间变化的规律 ①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点． ②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示． ③观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律． (4)利用v－t图象求物体的加速度，如图17所示． a＝＝ 考点击破 [例题3] （2023•浙江学业考试）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