2025届新高考物理热点冲刺复习：实验：探究小车速度随时间变化的规律

2025届新高考物理热点冲刺复习

实验：探究小车速度随时间变化的规律实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打下点的纸带研究物体的运动。2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。3．测定匀变速直线运动的加速度。(Δx＝aT2或v­t图为一次函数)实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。(2)电源电压：①电磁打点计时器，8V以下交流电源，利用振针和复写纸打点。②电火花计时器，220V交流电源，利用墨粉纸盘打点。实验原理(3)处理纸带数据时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个计时点取一个计数点”与“每隔4个计时点取一个计数点”取点方法是一样的，相邻两计数点之间的时间间隔均为0.1s。实验原理2．由纸带计算某点的瞬时速度实验原理3．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法若题目给的是奇数段数据(一般是5段或7段)，一般舍去第一段，接着用同样的方法求解。实验原理3．利用纸带求物体加速度的两种方法(2)图像法利用求出打各点时物体的瞬时速度，然后作出v-­t图象，用v­-t图象的斜率求物体运动的加速度。实验步骤1．仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。(2)把一条细绳的一端拴在小车上，细绳跨过滑轮，下端挂上合适的钩码，纸带穿过打点计时器，。（不需平衡摩擦力）实验步骤2.测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，随后立即关闭电源。0123(2)舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点。(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求得计数点1、2、3、4、5的瞬时速度。数据分析预处理1．由实验数据得出v-­t图象根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，作一条直线，使同一次实验得到的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，偏离直线太远的点可舍去不要。数据分析预处理2．误差分析

偶然误差(1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差。(2)用作图法作图时描点、画线不准确。为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位长度，用细铅笔认真描点。系统误差(1)木板的粗糙程度不同引起的误差。(2)电源频率不稳引起的误差。电源频率偏小，测量a偏大；电源电压对结果无影响实验创新靠重力分力获得加速度实验创新靠重力分力获得加速度、光电门测速度光电门测速度实验创新靠重力分力获得加速度、频闪法测加速度靠重力分力获得加速度、滴水法测加速度实验创新靠重力获得加速度、利用刻度尺测加速度例题1．某研究小组用如图甲所示的实验装置测自由落体的加速度。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可求出自由落体加速度。（1）除图甲中所示的装置之外，还必须使用的器材是（）A．直流电源、秒表、刻度尺B．直流电源、刻度尺C．交流电源、秒表、刻度尺D．交流电源、刻度尺（2）下面列举了该实验的几个操作步骤，其中操作不当的步骤是（）A．按照图甲安装好实验器材并连接好电源B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关C．选择质量大、体积大的重锤。D．测量纸带上各点到释放点间的距离，用公式，求出各点的速度。（3）小物同学选取一条符合要求的纸带从中截取一段，为纸带上选取的五个连续点。用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。根据纸带求出重锤下落的加速度g=

。（结果保留三位有效数字）（4）小学同学选择用光电门测量自由落体加速度，装置如图丁所示，直径为d的小球从释放器静止下落，由光电计时器读出小球通过光电门1、2所用的时间分别为t1、t

2，用刻度尺得两光电门中心之间得距离为h，则小球经过光电门1时得速度表达式v1=

，小球的加速度表达式g=

（以上表达式均用已知字母表示）例题2．一种新的短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车。某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况，设计了如下实验：将输液用的塑料瓶装适量水后，连同输液管一起绑在平衡车的扶手上，调节输液管的滴水速度，使其每隔相同时间滴下一滴水。从某滴水刚落地开始计时，以后每一滴水落地依次计数为1、2、3、…，当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间为25.0s。该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行。图示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值（左侧是起点，单位：m），当地重力加速度g=10m/s2，根据该同学的测量结果可得出：（1）通过分析路面上水滴间距的变化情况，可知平衡车在

关闭动力。A．DE段

B．EF段

C．FG段

D．GH段（2）平衡车加速运动时的加速度大小a=

m/s2，运动到C点时的速度大小v=

m/s。（结果均保留三位有效数字）（3）设平衡车在运动过程中