第1章 实验1 探究小车速度随时间变化的规律-【勤径学升】2025年高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第一章 运动的描述　匀变速直线运动 实验一　探究小车速度随时间变化的规律 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 ①不需要平衡摩擦力 ②不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量 (1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置 (3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当：悬挂槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 数据处理 注意事项 (1)利用逐差法求解平均加速度 a1＝ eq \f(x4－x1,3T2) ，a2＝ eq \f(x5－x2,3T2) ，a3＝ eq \f(x6－x3,3T2) eq \x\to(a) ＝ eq \f(a1＋a2＋a3,3) ＝ eq \f(x4＋x5＋x6－x1－x2－x3,9T2) (2)利用平均速度求瞬时速度：vn＝ eq \f(xn＋xn＋1,2T) (3)利用速度－时间图像求加速度 ①作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度 ②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度 (1)实验中先接通电源，后让小车运动，实验完毕应先断开电源后取纸带 (2)小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止小车落地和小车与滑轮相撞 (3)选纸带时应选点迹清晰的，且舍去打点密集部分 (4)注意区别计时点和计数点，明确计数点间的时间间隔 (5)作图像时，横、纵坐标轴单位的选取要适当，同时注意连线的原则 数据处理 注意事项 (2)利用平均速度求瞬时速度：vn＝ eq \f(xn＋xn＋1,2T) (3)利用速度－时间图像求加速度 ①作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度 ②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度 (5)作图像时，横、纵坐标轴单位的选取要适当，同时注意连线的原则 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 [例1]　(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车的位置为初始位置，将打出的B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt和 eq \x\to(v) 。表中ΔxAD＝________cm， eq \x\to(v) AD＝________cm/s。 位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 eq \x\to(v) (cm/s) 66.0 73.0 eq \x\to(v) AD 87.3 94.6 (2)根据表中数据，得到小车平均速度 eq \x\to(v) 随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。在题图中补全实验点。 (3)从实验结果可知，小车运动的 eq \x\to(v)-Δt可视为一条直线，此直线用方程 eq \x\to(v) ＝kΔt＋b表示，其中k＝________cm/s2，b＝________cm/s。(结果均保留3位有效数字) (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车的速度大小vA＝________，小车的加速度大小a＝________。(结果用字母k、b表示) 解析 (1)由题图(b)中纸带的相关数据可知ΔxAD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm，由平均速度的定义可知 eq \x\to(v) AD＝ eq \f(ΔxAD,3T) ＝ eq \f(24.00 cm,0.3 s) ＝80.0 cm/s。(2)将坐标点(0.3 s，80.0 cm/s)在图中描点，如图所示。(3)将图中的实验点用直线拟合，如图所示，可知斜率k＝ eq \f(101.0 cm/s－59.0 cm/s,0.6 s) ＝70.0 cm/s2，截距b＝59.0 cm/s。(4)小车做匀变速直线运动，有x＝v0t＋ eq \f(1,