2024届高考物理三轮复习讲义：实验1 探究小车速度随时间变化规律

实验1 探究小车速度随时间变化规律 一、实验装置图 二、实验仪器 打点计时器、电源、纸带、小车、细绳、钩码 三、实验步骤 1、固定好打点计时器，接好电源，安装小车、细绳、钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。 2、把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车。 3、小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 4、更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。 三、误差分析 （1）纸带与限位孔摩擦不均匀造成系统误差。 （2）测量、读数、作图的偶然误差。 四、注意事项 1、细绳尽可能与木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变。 2、开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器。 3、小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。 4、不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出各计数点到计数起点0的距离），按精度要求进行读数。 五、高频考点判断（下列关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验对的打“√”，错的打“×”） 1、需要将导轨远离滑轮的一端适当垫高（ ） 2、悬挂的槽码质量应远小于小车的质量（ ） 3、在小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带（ ） 4、长木板一定要略为倾斜（ ） 5、电磁打点计时器接220V交流电源（ ） 6、小车靠近打点计时器，放开小车再打开电源开始打点（ ） 7、小车拖动纸带的同时打开电源（ ） 8、纸带上打点越密集的地方速度越大（ ） 9、实验过程中不需要平衡小车受到的阻力（ ） 10、电磁打点计时器是一种测量点迹距离的仪器（ ） 11、实验用的槽码质量可以大于小车的质量（ ） 12、电火花计时器应该选用 220V 交流电源（ ） 13、选择计数点时，必须从纸带上打下的第一个点开始（ ） 14、若连接槽码和小车的细线与轨道不平行，应将轨道的一端垫高（ ） 15实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行（ ） 16、实验时必须把轨道右端抬高以补偿阻力，但不需要满足槽码的质量远小于小车的质量（ ） 17、为了提高实验的精度，本实验需要改变车中砝码的个数以改变运动小车的质量，获得多组数据（ ） 18、先释放小车，再接通电源（ ） 19、将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处（ ） 20、将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处（ ） 六、典型例题 【例题1】（2024年3月·杭州二模）如图所示，是“探究小车速度随时间变化规律”的实验装置。 （1）该实验中，下列操作步骤必要的是_______ A．需将导轨远离滑轮的一端适当垫高 B．悬挂的槽码质量应远小于小车的质量 C．小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带 （2）如图所示，是某次正确操作后得到的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，由此可测得纸带上打B点时小车的速度为_______m/s（保留两位有效数字）。 （3）如图所示，某同学将正确操作得到的纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一起，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，将纸条左上端点连起来，得到一条直线。则该直线_______。 A．可以表示小车位移—时间图像 B．可以表示小车速度—时间图像 C．与时间轴夹角的正切为速度大小 D．与时间轴夹角的正切为加速度大小 （4）利用该装置还可以做的实验有_______（多选） A．探究加速度与力、质量的关系 B．利用打点计时器测量小车的平均速度和瞬时速度 C．补偿阻力后，利用小车下滑过程验证机械能守恒定律 【例题2】（2022年12月·台州三模）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图1，某同学将打点计时器接在的电源上。在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了1、2、3、4、5、6六个计数点，如图2。 （1）图1中打点计时器所接的电源为_______（选填“”或“”）交变电源； （2）图2中计数点2的读数为_______； （3）打下图2中计数点3时，小车的速度大小为_______m/s；（结果保留2位有效数字） （4）该同学从每一个计数点处将纸带剪开分成几段，将这些纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中，如图3所示，最后将纸条上端中心连起来，于是得到v- t图像，用该图像探究小车速度随时间变化的规律是否可行？_______（选填“可行”或“不可行”）。 七、针对训练 1、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，得到一条纸带，截取其中点迹清晰的一段，并标注了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每两个点迹标注一个计数点），其中计数点E周边的点迹如图所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz。 （1）取计数点A对应时刻为0时刻，将E点对应的速度在