第1章 实验1 研究匀变速直线运动的特点-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮教师用书word（人教版）

实验一　研究匀变速直线运动的特点 ◆ 数据处理 1．利用逐差法求平均加速度：a1＝，a2＝，a3＝，＝. 2．利用平均速度求瞬时速度： vn＝＝. 3．利用速度­时间图像求加速度：作出速度­时间图像，通过图像的斜率求物体的加速度． ◆ 误差分析 1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差． 2．作v­t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． ◆ 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． 3．一先一后：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．减小误差：小车另一端挂的槽码个数要适当，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．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． 6．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，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧． 热点一　教材原型实验 [典例1]　(2023·全国甲卷，23)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.表中ΔxAD＝　________　 cm，AD＝　________　 cm/s. 位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 (cm/s) 66.0 73.0 AD 87.3 94.6 (2)根据表中数据，得到小车平均速度随时间Δt的变化关系，如图(c)所示．在图中补全实验点． (3)从实验结果可知，小车运动的­Δt图线可视为一条直线，此直线用方程＝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) 　 (1)利用＝计算各段的平均速度； (2)在­Δt坐标系中描出各点，连接各点为一直线； (3)＝＝v0＋at； (4)利用斜率和截距求vA和a. [解析]　(1)根据纸带的数据可得ΔxAD＝xAB＋xBC＋xCD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm，平均速度为 AD＝＝80.0 cm/s， (2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得 (3)从实验结果可知，小车运动的­Δt图线可视为一条直线，图像为 此直线用方程＝kΔt＋b表示，由图像可知其中k＝ cm/s2＝70.0 cm/s2，b＝59.0 cm/s, (4)小球做匀变速直线运动，由位移公式x＝v0t＋at2，整理得＝v0＋at， 即＝vA＋at， 故根据图像斜率和截距可得vA＝b，a＝2k. [答案]　(1)24.00　80.0 (2)　(3)70.0　59.0 (4)b　2k 1．某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是　______　点．在打出C点时物块的速度大小为　________　m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为　______　m/s2(保留2位有效数字)． [解析]　本题考查利用打点计时器探究匀变速直线运动的速度和加速度的关系，以及考生处理实验数据的能力，体现了以科学态度进行科学探究的核心素养． 物块沿倾斜的木板加速下滑时，纸带上打出的点逐渐变疏，故A点为先打出的点． vC＝＝ m/s＝0.233 m/s a＝＝ m/s2≈0.75 m/s2 [答案]　A　0.233　0.75 　本题相邻两计数点之间还有4个打出的点未画出，故T＝5×0.02 s＝0.1 s，不可用T＝0.02 s计算． 2．在做“研究匀变速直线运动”的实验中： (1)实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻