第5講探究小車速度

隨時間變化的規(guī)律2024高考一輪復(fù)習(xí)講練測01復(fù)習(xí)目標02網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建03知識梳理題型歸納04真題感悟目錄CONTENTS內(nèi)容索引知識考點考點1：教材原型實驗考點2：創(chuàng)新實驗方案夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理知識點1：實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析知識點：實驗方案的改進知識點2：利用紙帶判斷勻變速運動的方法、求瞬時速度和加速度提升·必考題型歸納考向1：利用紙帶求瞬時速度和加速度考向1：創(chuàng)新方案測量瞬時速度和加速度的方法考向2：原型實驗誤差分析考向2：創(chuàng)新實驗誤差分析復(fù)習(xí)目標1、掌握實驗的原理，能利用紙帶求出物體的瞬時速度和加速度，會做出必要的誤差分析。2、能夠在原型實驗基礎(chǔ)上，會處理利用了光電門等傳感器的其他同類實驗?？记榉治鼍W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建01教材原型實驗PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康摹⑵鞑?、原理、步驟、注意事項、誤差分析一、實驗?zāi)康?.練習(xí)使用打點計時器,學(xué)會通過紙帶上的點測瞬時速度。2.研究物體勻變速直線運動的規(guī)律。二、實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析三、實驗思路1.打點計時器原理夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析2.用“平均速度法”測速度

瞬時速度沒法直接測量,因此根據(jù)極限的思想,可通過測量對應(yīng)的很短時間內(nèi)的平均速度來測瞬時速度。在公式v=中,當Δt→0時v是瞬時速度。3.勻變速直線運動的速度測量

在勻變速直線運動中,某段時間中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度,故打第n個點時紙帶的瞬時速度為

。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析四、實驗步驟1.按照如圖所示實驗裝置，把打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源。2.把一細繩系在小車上，細繩繞過滑輪，下端掛合適的槽碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面。3.把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車。4.小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶。5.換紙帶重復(fù)實驗三次，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析五、實驗操作的四點注意:1．實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)紙帶和細繩，使其與木板平行。2．在研究勻變速直線運動的實驗中，可通過改變懸掛的鉤碼個數(shù)來改變加速度，無需平衡小車的摩擦力。3．實驗中應(yīng)先接通電源，后讓小車運動，實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶。4．在小車到達木板末端前應(yīng)讓小車停止運動，以防小車與滑輪相撞及鉤碼落地。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點1實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析六、誤差分析1.紙帶運動時摩擦不均勻、打點不穩(wěn)定引起誤差。2.計數(shù)點間距測量有偶然誤差。3.作圖有誤差。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點2利用紙帶判斷勻變速運動的方法、求瞬時速度和加速度1．依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動(1)x1、x2、x3、…、xn是相鄰兩計數(shù)點間的距離。(2)Δx是兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。(3)T是相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔：T＝0.02ns(打點計時器的頻率為50Hz，n為兩計數(shù)點間計時點的間隔數(shù))。(4)Δx＝aT2，只要小車做勻變速直線運動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點2利用紙帶判斷勻變速運動的方法、求瞬時速度和加速度2.由紙帶計算某點的瞬時速度

根據(jù)勻變速直線運動某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度,即

來計算。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點2利用紙帶判斷勻變速運動的方法、求瞬時速度和加速度3.利用紙帶求物體加速度的兩種方法(1)逐差法

在數(shù)據(jù)處理時可以對紙帶重新分段,把6段距離分為“前三”和“后三”,“后三”減“前三”也為相鄰相等時間間隔內(nèi)的位移差,時間間隔為3T。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點2利用紙帶判斷勻變速運動的方法、求瞬時速度和加速度3.利用紙帶求物體加速度的兩種方法(2)圖像法

利用

求出打各點時紙帶的瞬時速度,然后作出v-t圖像,用v-t圖像的斜率求物體運動的加速度。1．某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。

（1）實驗中，必要的措施是________。A．開始時小車要靠近打點計時器B．小車的質(zhì)量要遠大于鉤碼的質(zhì)量C．要平衡小車與長木板間的摩擦力D．實驗室要先接通電源，同時放開小車提升·必備題型歸納考向1利用紙帶求瞬時速度和加速度A（2）實驗時將打點機器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖2所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出）s1=3.42cm，s2=4.84cm，s3=6.27cm，s4=7.68cm，則小車的加速度a＝_________________m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打C點時小車的速度vc=___________m/s。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）提升·必備題型歸納考向1利用紙帶求瞬時速度和加速度1.420.556提升·必備題型歸納2．在“研究小車做勻變速直線運動”的實驗中，電源頻率為50Hz。如圖為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點，在相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出。（1）打點計時器是測量___________的儀器，實驗所用電源為___________（選填“直流電”或“交流電”）；相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為___________s；提升·必備題型歸納考向2原型實驗誤差分析時間交流電0.1（2）打C點時小車的瞬時速度為vc=___________m/s，小車運動的加速度a=___________m/s2；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（3）若交流電的頻率變?yōu)?1Hz而未被發(fā)覺，則測得的小車的速度值___________真實值（選填“大于”或“小于”）提升·必備題型歸納考向2原型實驗誤差分析0.200.50小于提升·必備題型歸納02創(chuàng)新實驗方案PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗方案的改進1.實驗器材的改進及速度的測量方法夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗方案的改進2.獲得加速度方法的改進

長木板傾斜,靠小車的重力獲得加速度(如圖甲、乙所示)靠重物的拉力獲得加速度。1．某實驗小組用圖甲所示的裝置“研究勻變速直線運動的規(guī)律”，實驗步驟如下：①在斜面上靠近底端的適當位置A處安裝光電門，連接數(shù)字毫秒計，并確保小球在斜面上運動時球心可以通過光電門發(fā)射孔與接收孔的連線；②用游標卡尺測量小球的直徑d；③將小球從斜面上適當位置B處，由靜止開始釋放，從數(shù)字毫秒計中讀出小球通過光電門的擋光時間?t；④通過固定在斜面上的刻度尺測出A、B之間的距離l；⑤改變小球釋放位置B，重復(fù)步驟③④，完成多次測量并記錄數(shù)據(jù)。提升·必備題型歸納考向1創(chuàng)新方案測量瞬時速度和加速度的方法（1）用游標卡尺測量小球的直徑d時，游標卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，則d=_______mm；某次實驗中，測得?t=11.6ms，則小球通過光電門的瞬時速度v=_______m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（2）若采用如圖丙所示的圖像法求小球的加速度，可以選用_______（填正確答案標號）。提升·必備題型歸納考向1創(chuàng)新方案測量瞬時速度和加速度的方法5.00（3）根據(jù)上述圖像得到直線的斜率為k，則小球的加速度為_______（用題中出現(xiàn)的字母表示）。0.43C提升·必備題型歸納2．物體在空中下落均會受到空氣阻力的作用，某同學(xué)利用所學(xué)知識測量小球下落過程中受到空氣阻力大小，實驗裝置如圖甲所示，鐵架臺上固定間距相等的5個光電門，該同學(xué)的實驗操作如下：提升·必備題型歸納考向2創(chuàng)新實驗誤差分析（1）首先天平測出小球質(zhì)量為m，再利用螺旋測微器測出了小球的直徑，其示數(shù)如圖乙所示，則該小球的直徑d=_______mm。（2）將小球由光電門1的正上方無初速度釋放，測得小球先后通過5個光電門所用的時間分別為?t1、?t2、?t3、?t4、?t5，其中?t1=0.006s，則小球通過光電門1的速度v1=______m/s（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。提升·必備題型歸納考向2創(chuàng)新實驗誤差分析3.8000.63提升·必備題型歸納考向2創(chuàng)新實驗誤差分析小球在光電門1正上方L處具有一定的初速度無影響（4）丙圖實驗描繪的直線不過坐標原點，原因是

，若相鄰光電門的距離不等，對測量的結(jié)果是_______（填“有影響”、“無影響”）。提升·必備題型歸納PARTONE真題感悟（2023年全國甲卷真題）某同學(xué)利用如圖（a）所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連。右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。（1）已知打出圖（b）中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s．以打出A點時小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移?x