第04讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律（讲义）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

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第04讲实验：探究小车速度随时间变化的规律

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究

考点一教材原型实验 3

考向1有效数字的认识 4

考向2逐差法的活学妙用 5

考点二拓展创新实验 7

考向1速度的测量方法创新 8

考向2获得加速度方法的改进 10

考向3计时方法与纸带形式的改进与创新 12

考点三测重力加速度的几种方法 13

考向1利用打点计时器测量 13

考向2利用光电门测量 14

考向3利用频闪照相法或滴水法测量 15

考向4利用传感器测量 16

04、真题练习，命题洞见 17

考情分析

2023·全国·高考真题物理试题

2023·浙江·高考真题物理试题

2022·浙江·高考真题物理试题

2022·全国·高考真题物理试题

2021·天津·高考真题物理试题

试题情境

生活实践类

雷达测速，手机的录像，频闪照相

学习探究类

牵引小车，斜面释放重物等

复习目标

目标一：巩固打点计时器的使用及利用纸带测量瞬时速度的方法。

目标二：探究小车在重物的牵引下运动的速度随时间变化的规律。

目标三：能对实验数据进行记录并会用图像法分析数据，从而形成结论。

目标四：能迁移应用本实验的基本方法测量重力加速度。

考点一教材原型实验

知识点1、理清原理与操作

原理装置图

(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。

操作要领

(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。

知识点2、掌握数据处理方法

1．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法

如图所示，0、1、2、…为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

2．由纸带求物体运动速度的方法

匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，即vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)。

3．利用纸带求物体加速度的两种方法

(1)用逐差法求加速度

根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1＝eq\f(x4－x1,3T2)、a2＝eq\f(x5－x2,3T2)、a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，再算出平均值，即a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1－x2－x3,9T2)。

(2)用图像法求加速度

先根据vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)求出所选的各计数点对应的瞬时速度，后作出v-t图像，图线的斜率即等于物体运动的加速度。

知识点3、注意实验细节

1．平行：纸带和细绳要和木板平行。

2．两先两后：实验开始时应先接通电源，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，要防止槽码落地和小车与滑轮相撞。

4．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃打点密集部分，适当选取计数点。

5．区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。

6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大)，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。

知识点4、常见的误差分析

1．根据纸带测量的位移有误差。

2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等。

3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差。

4．用作图法，作出的v-t图像并不是一条直线。

5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。

考向1有效数字的认识

1.在用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的实验中，某同学打出的一条纸带如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，他以0点为起点，以后每5个点取一个计数点，依次标为1、2、3、4、5、6，并且测得x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.39cm，x4＝2.89cm，x5＝3.40cm，x6＝3.90cm(计算结果均保留3位有效数字)。

(1)该实验使用