2025年高考物理一轮复习（新人教版） 第1章　第5课时　实验一：探究小车速度随时间变化的规律.pptxVIP

运动的描述匀变速直线运动的研究

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实验一：探究小车速度随时间变化的规律

目标

要求

1.会正确使用打点计时器，学会利用纸带上的点迹求物体的速度和加速度。2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。

第

5

课时

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壹

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贰

CONTENT

内

容

索

引

壹

考点一实验技能储备

贰

考点二探索创新实验

叁

课时精练

肆

考点一

实验技能储备

壹

一、打点计时器

1.作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50Hz时，每隔s打一次点。

0.02

2.结构

(1)电磁打点计时器(如图)

(2)电火花计时器(如图)

3.工作条件：

电磁打点计时器：交变电源

电火花计时器：交变电源

8V

220V

二、实验：探究小车速度随时间变化的规律

1.实验器材

电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、、导线、电源。

2.实验过程

(1)按照实验装置，把打点计时器固定在长木板的一端，接好电源；

刻度尺

交变

无滑轮

(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；

(3)把小车停在靠近打点计时器处，先，后；

(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；

(5)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。

接通电源

放开小车

3.数据处理

(1)求小车的速度与加速度

②利用逐差法求解平均加速度

③利用速度－时间图像求加速度

a.作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度；

b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。

(2)依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动

①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。

②Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。

③若Δx等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动。

④Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等。

4.注意事项

(1)平行：纸带、细绳要与长木板平行。

(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。

(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。

(4)减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6、7个计数点为宜。

(5)小车从靠近打点计时器位置释放。

5.误差分析

(1)纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。

(2)计数点间距离的测量有偶然误差。

(3)作图有误差。

例1某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”，电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。

(1)电火花计时器的工作电压为________(选填“8V”或“220V”)。安装纸带时，需要将纸带置于__________(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的______(选填“上方”或“下方”)。

220V

墨粉纸盘

下方

(2)下列说法中正确的是______。

A.实验时，先释放纸带，再接通电源

B.实验时，先接通电源，待打点稳定后，

再释放纸带

C.实验时，先接通电源或先释放纸带都可以

D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大

B

(3)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1＝3.59cm，x2＝4.41cm，x3＝5.19cm，x4＝5.97cm，x5＝6.78cm，x6＝7.64cm。则小车的加速度a＝_______m/s2

(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝_______m/s。(结果均保留两位有效数字)

0.80

0.40

(4)第2个实验小组计算出所得c纸带上各计数点对应的速度后，在坐标系中描出的点如图丙所示，请根据这些点在图丙中作出v－t图像，并根据图像计算出小车运动的加速度a＝___________________m/s2。(结果保留三位有效数字)

答案如图所示

1.53(1.52、1.54均可)

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考点二

探索创新实验

贰

1.实验装置的创新

用频闪照相的方法、滴水法或光电计时器、手机录像代替打点计时器。

通过以上装置的改进能最大限度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定，使小车尽可能做匀加速直线