第一章 第5讲 实验：探究小车随时间变化的规律-2024年高考物理一轮复习精品备课课件

第5讲 实验一：研究匀变速直线运动的特点 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 实验基础梳理 二、实验原理及要求 2．两种打点计时器的比较 [基本实验要求] 三、实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。 四、实验步骤 (1)按照实验原理图，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，下端挂适量的钩码，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)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。 五、数据处理 1．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示，0、1、2、…为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，即两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动． 2．由纸带求某点的瞬时速度 根据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， (1)逐差法 五、核心关键---数据处理 3．利用纸带求物体加速度的两种方法 根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出 然后取平均值，即 可见，在所给数据处理时可以对纸带重新分段，把偶数段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间内的位移差，时间间隔为3T. 利用速度—时间图像求加速度 a．作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度。 b．剪下相邻计数点间的纸带紧排在一起求解加速度。 (2)图像法 五、核心关键---数据处理 六、误差分析 1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差． 2．作v－t图像时出现作图误差． 3．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同． 4．长木板表面粗糙程度不同，小车运动时加速度有变化造成误差． 七、注意事项 1．平行：纸带、细绳要和长木板平行． 2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置． 3．两先两后：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． 4．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，小车与滑轮碰撞． 5．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． 6．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点． 7．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条平滑直线，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． 题型热点突破 命题点一　教材原型实验 实验原理与操作 [典例1]　(2021·东北师大附中等六校联考)研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图(a)。纸带上计数点的间距如图(b)，相邻计数点的时间间隔为T，计数点O至其他各计数点的距离为xi(其中i＝1,2,3，…)。 (1)部分实验步骤如下，其中正确的有________； A．把打点计时器固定在木板上，让纸带穿过限位孔 B．必须抬高木板右端，平衡摩擦力 C．将小车尾部与纸带相连，小车停靠在打点计时器附近 D．先释放小车，后接通电源 [解析]　把打点计时器固定在木板上，让纸带穿过限位孔，选项A正确；此实验中小车做匀加速运动即可，不需要平衡摩擦力，选项B错误；将小车尾部与纸带相连，小车停靠在打点计时器附近，选项C正确；实验时要先接通电源，后释放小车，选项D错误。 AC (2)用x3、x5和T表示计数点4对应的小车速度大小为v4＝________； (3)用x3、x6和T表示小车加速度的大小为a＝________。 [典例2]某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动． (1)实验中，必要的措施是________． A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 数据处理与分析 (2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.则小车的加速度a＝_