专题05 实验专练-2024年高一物理寒假强化训练（人教版2019）

高一物理（人教版2019） 寒假作业 第五节 实验专题 第一节 实验：研究小车速度随时间变化的规律 项目 应知应会 实验目的 (1)掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 (2)了解如何从实验中获取数据，学会利用v­t图像处理、分析实验数据的方法。 (3)知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。 实验原理 (1)利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 (2)用v­t图像研究小车的速度变化规律：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v­t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v­t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。 实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 实验步骤及 注意事项 实验步骤 (1) 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 (2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 (3)把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。 (4)增减所挂的槽码，更换纸带，再做两次实验。 注意事项： (1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 (2先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 (3)打点完毕，立即关闭电源。 (4)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 (5)测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕。 (6)在坐标纸上画v­t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量有效利用坐标纸的面积。 数据处理 (1)测量并记录数据 1.舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0．1 s)取一个计数点进行测量，如图所示(相邻两点间还有四个点未画出)。标明0,1,2,3，…，测量各计数点到0点的距离X1，X2，X3…，并记录填入表中。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … t/s 0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6 X/m x/m v1/(m·s－1) v2/(m·s－1) v3/(m·s－1) … 2.分别计算出相邻的两计数点之间的距离x1，x2，x3，…。 3.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度计算各点的速度，即vn＝。例如，图中计数点4的速度v4＝。并将求得的各计数点1,2,3,4,5的瞬时速度，填入上面的表格中标有“v1”的一行。 4.同理，计算增减槽码后两次实验的速度，分别填入表格中标有“v2”和“v3”的两行。 (2)作出v­t图像分析运动规律 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，不在直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，分析小车的速度随时间的变化规律。 4.根据v­t图像求出小车运动的加速度a＝。 例1.某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 (1)图中仪器A叫作　　　　　　打点计时器,使用220 V　　　　　　(选填“交流”或“直流”)电源,释放小车前,小车应停在　　　　　　(选填“靠近”或“远离”)仪器A的位置。  (2)使用打点计时器分析小车运动情况的实验中,有以下基本步骤: A.松开纸带让小车带着纸带运动 B.穿好纸带 C.把打点计时器固定好 D.接通电源进行打点 以上步骤的正确顺序是　　　　　　  解析：(1)题图中仪器A叫作电火花打点计时器,使用220 V交流电源,实验过程中,释放小车前,小车应停在靠近仪器A的位置。 (2)使用打点计时器来分析小车运动情况的实验中，基本步骤为：先把打点计时器固定好，穿好纸带，再接通电源进行打点，之后松开纸带让小车带着纸带运动，故正确的顺序是CBDA。 例2.在利用打点计时器研究小车做匀变速直线运动特点的实验中，某同学得到一条点迹清晰的纸带，选取便于测量的部分进行研究，把计时起点标为0，往后再每隔4个点标定一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6、7，如图所示。 (1)已知相邻