第一章 实验一 研究匀变速直线运动-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，教科版）

实验一　研究匀变速直线运动 [footnoteRef:2] [2: ●注意事项 1.平行:纸带和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,要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 4.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。 5.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,个别偏差较大的点舍掉。 ●误差分析 1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差。 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.长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差。] 题型一　常规实验 [例1] (2022·海南一模)某实验小组研究小车匀变速直线运动规律的实验装置如图甲所示,打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示,相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。 (1)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=　　　　 s。  (2)计数点3对应的瞬时速度大小计算式为v3=　　　　。  (3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=　　　　。  解析:(1)打点计时器的工作频率为50 Hz,故纸带上相邻点间的时间间隔为t== s=0.02 s,相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出,故相邻计数点间的时间间隔T=5t=0.10 s。 (2)在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,则v3=。 (3)根据逐差法可得a==。 答案:(1)0.10　(2)　(3) [例2] 某同学用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度,实验室提供了以下器材: (1)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、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是　　　　　　　　。  (2)如图所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm。 表中列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。 对应点 B C D E F 速度/ (m·s-1) 0.737 0.801 0.994 (3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线。 (4)根据画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a=　　　　 m/s2(结果保留2位有效数字)。  (5)如果当时交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏　　　　(选填“大”或“小”)。  解析:(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计。 (2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知,vD== m/s=0.864 m/s,同理可得vE=0.928 m/s。 (3)小车的速度—时间关系图线如图所示。 (4)由小车的速度—时间关系图像可得,小车的加速度a== m/s2≈0.64 m/s2。 (5)当交变电流的频率f=49 Hz时,实际周期大于0.02 s,根据运动学公式Δx=aT2得,测量的加速度值与实际值相比是偏大的。 答案:(1)弹簧测力计　(2)0.864　0.928 (3)图见解析　(4)0.64(0.63～0.65均可)　(5)大 [模拟演练1] (2022·四川绵阳实验高级中学三模)在研究小车做匀变速直线运动的实验中,使用了如图所示的装置: (1)在该实验中,下列做法正确的是　　　　。  A.先使小车运动,再接通电源 B.该实验需要平衡摩擦力 C.打点计时器可以使用6 V的直流学生电源 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (2)如图所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分,纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,A、B间的距离为x1,A、C间的距离为x2,则打B点时小车的速度vB=　　　　,纸带的加速度a=　　　　(用 x1、x2和T表示)。  (3)若打点计时器实际工作频率偏大,则根据表达式和题中数据计算出vB的结果比实际值　　　　(选填“相等”“偏大”或“偏小”)。  (4)若打点计时器额定电压为220 V,而实际使用的电源电压为225 V,则(2)中得出