高中物理课件第01章运动的描述匀变速直线运动的研究实验一探究小车速度随时间变化的规律

高中物理课件实验一探究小车速度随时间变化的规律第一章运动的描述匀变速直线运动的研究夯实必备知识研透命题要点目录CONTENTS//////////////提升素养能力///////1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端带有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、________、导线、电源、复写纸。刻度尺2.实验装置(如图1所示)3.实验步骤(1)按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板________的一端，接好电源。(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)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。无滑轮接通电源放开小车4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行。(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：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量的相对误差，计算加速度大小时以能在约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。1.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离。(2)Δx是两个连续相等的时间内的位移差Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…。(3)T是相邻两计数点间的时间间隔T＝0.02ns(打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)。(4)分析物体的运动性质：测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，即Δx＝aT2，小车就做匀变速直线运动。2.数据处理(3)利用速度—时间图像求加速度①作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度。②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。命题点二实验方法创新命题点一教材原型实验命题点一教材原型实验【真题示例1】

(2019·全国Ⅰ卷，22)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2所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，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)。图2【针对训练1】

(2021·天津市等级考模拟)

用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图3所示的一条纸带。图3(1)电火花计时器接的是________伏的________(填“直流”或“交流”)电源；计时器打点的时间间隔为0.02s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图3所示。(2)小车由静止开始运动，则纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连。(3)用刻度尺量得OA＝1.20cm，OB＝2.80cm，OC＝5.80cm，OD＝7.20cm，打B点时纸带的速度大小为________m/s，纸带运动的加速度大小为________m/s2。(4)如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值________(填“偏大”或“偏小”)。(5)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是________。A.电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源B.在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.电源的电压越高，打点的时间间隔就越小命题点二实验方法创新1.高考启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景。因此，要在夯实教材实验的基础上注意迁移和创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。2.情景拓展3.数据处理【例2】

某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：①如图4(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；图5(2)由图5可求得vA＝______cm/s，a＝______cm/s2(结果保留3位有效数字)。题干【真题示例3】

[2020·海南卷，14(2)]某同学用如图6(a)所示的装置测量重力加速度。图6实验器材：有机玻璃条(白色是透光部分，黑色是宽度均为d＝1.00cm的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺。主要实验过程如下：①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图(b)所示，读出两挡光片间的距离L＝________cm；③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t1＝10.003ms和t2＝5.000ms；⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度g＝______m/s2(结果保留3位有效数字)。解析

②两挡光片间的距离L＝15.40cm－0cm＝15.40cm。③手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。答案②15.40

③竖直⑤9.74题干【针对训练2】

(2020·江苏卷，11)疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图7所示。图7(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________。(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的序号)。①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，__________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。1.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图9(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)A．二图9(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______m/s，加速度大小为______m/s2(结果均保留2位有效数字)。答案(1)从右向左(2)0.19

0.038解析

(1)小车在阻力的作用下做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。2.(2019·全国Ⅲ卷，22)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。 (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。(填正确答案标号) A.米尺

B.秒表 C.光电门

D.天平 (2)简述你选择的器材在本