2025版人教版高中物理精讲精练必修1第05讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律 原卷版.docxVIP

第05讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律

【考点归纳】

考点一：计算某点的瞬时速度

考点二：探究速度随时间变化的规律

考点三：逐差法求加速度

考点四：图像法处理实验数据

【知识归纳】

知识点一、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v－t图像表示小车的运动情况：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v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的．

知识点点二、实验器材

打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸．

知识点三、实验步骤

1．如图所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．

2．把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)，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．

3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，重新操作两次．

知识点四、数据记录

1．采集数据

舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1s(或更短)的若干计数点进行测量．

如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，填入自己设计的表中．

2．求各计数点的瞬时速度

(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…

T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1s.

(2)设计表格并记录相关数据

位置编号

0

1

2

3

4

5

6

…

时间t/s

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

v1/(m·s－1)

v2/(m·s－1)

v3/(m·s－1)

…

知识点五、数据分析

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，分析物体的速度随时间的变化规律．

4．根据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).

知识点六、注意事项

1．开始放开小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器．

2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)．

3．打点完毕，立即关闭电源．

4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离

【题型归纳】

题型一：计算某点的瞬时速度

1．（20-21高一上·云南文山·期中）打点计时器研究小车速度随时间的变化规律，得到如图所示的一条纸带：

（1）纸带做直线运动选填“匀速”或“变速”；

（2）打点计时器接（填交流、直流）电源，已知交流电源的频率是50Hz，则A、B两点间的时间间隔为s；

（3）测得，，则打B点时物体的瞬时速度为（结果保留两位小数）。

2．（20-21高一上·安徽黄山）

（1）电磁打点计时器使用电压约为的（选填“交流”或“直流”）电源。

（2）在“练习使用打点计时器”的实验中，利用重物牵引小车，用电磁打点计时器打点，打点的频率为f=50Hz，实验时得到一条清晰的纸带。取纸带上的A、B、C……共7个点进行研究，这7个点和刻度尺标度的对应关系如图所示。

①小车相对图中方位向（选填“左”或“右”）运动；

②A点到D点对应的平均速度是m/s，F点对应的瞬时速度是m/s；（以上两空均保留三位有效数字）

③如果当时交变电流的频率是f=51Hz，而计算时仍按f=50Hz，那么速度的测量值将（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

3．（21-22高一上·浙江绍兴·期末）在“探究小车速度随时间