實驗一測量做直線運動物體的瞬時速度原理裝置圖操作要求注意事項1.不需要平衡摩擦力。2.不需要滿足懸掛槽碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。1.按原理圖安裝好實驗裝置，打點計時器固定在長木板無滑輪的一端。2.細繩一端拴在小車上，另一端跨過滑輪掛上槽碼，紙帶穿過打點計時器固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車。4.斷開電源，取下紙帶。5.增減槽碼的質(zhì)量，按以上步驟再做兩次實驗。1.平行:細繩、紙帶與長木板平行。2.靠近:小車從靠近打點計時器的位置釋放。3.先后:先接通電源后釋放小車，先關(guān)閉電源后取下紙帶。4.防撞:在到達長木板末端前讓小車停止運動，防止槽碼落地及小車與滑輪相撞。5.適當:懸掛的槽碼要適當，避免紙帶上打出的點太少或過于密集。數(shù)據(jù)處理1.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＝ΔxΔt中，當Δt→02.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vn＝xn3.記錄小車在幾個時刻的瞬時速度，在直角坐標系中作出v－t圖像。小車運動的v－t圖像是一條傾斜的直線，可以得出結(jié)論:小車的速度隨時間均勻變化。考點一教材原型實驗1.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vn＝xn2.利用紙帶求物體加速度的兩種方法(1)逐差法根據(jù)x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T為相鄰計數(shù)點之間的時間間隔)，求出a1＝x4-x13T2，a2＝x5-x23(2)圖像法利用vn＝xn＋xn＋12T求出打各點時紙帶的瞬時速度，然后作出v－例1某班同學(xué)利用如圖甲所示裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，電火花計時器使用的是頻率為50Hz的交流電源。(1)電火花計時器的工作電壓為(選填“8V”或“220V”)。安裝紙帶時，需要將紙帶置于(選填“復(fù)寫紙”或“墨粉紙盤”)的(選填“上方”或“下方”)。

(2)下列說法中正確的是。

A.實驗時，先釋放紙帶，再接通電源B.實驗時，先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶C.實驗時，先接通電源或先釋放紙帶都可以D.紙帶上打點越密集說明紙帶運動速度越大(3)第1個實驗小組所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖乙所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)。x1＝3.59cm，x2＝4.41cm，x3＝5.19cm，x4＝5.97cm，x5＝6.78cm，x6＝7.64cm。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B點時小車的速度vB＝m/s(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

(4)第2個實驗小組計算出所得紙帶上各計數(shù)點對應(yīng)的速度后，在坐標系中描出的點如圖丙所示，請根據(jù)這些點在圖丙中作出v－t圖像，并根據(jù)圖像計算出小車運動的加速度a＝m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

跟蹤訓(xùn)練1.(2025·廣東廣州模擬)如圖甲所示的實驗裝置“測量小車做直線運動的瞬時速度”，完成下列相關(guān)內(nèi)容:(1)下列實驗要求或操作，正確的有(填正確答案標號)。

A.必須使用交流電源B.鉤碼質(zhì)量必須遠小于小車質(zhì)量C.必須傾斜長木板以平衡小車所受到的阻力D.小車應(yīng)靠近打點計時器釋放E.先接通電源，再釋放小車(2)圖乙是某次實驗中一條紙帶上截取的一段，在連續(xù)打出的點上依次標記a、b、c、d四個點，則c點的讀數(shù)為cm。已知打點計時器每隔0.02s打一個點，則在打下c點時，小車的瞬時速度為m/s(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(3)另一位同學(xué)更換重物后，用下述方法計算小車運動的加速度。在紙帶上依次取O、A、B、C、D、E、F若干個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，如圖丙所示。相鄰兩計數(shù)點間的距離分別是OA＝7.05cm、AB＝7.68cm、BC＝8.31cm、CD＝8.95cm、DE＝9.57cm、EF＝10.20cm。則小車的加速度a＝m/s2(保留3位有效數(shù)字)。

考點二創(chuàng)新拓展實驗1.高考啟示高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實驗的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景。因此，要在夯實教材實驗的基礎(chǔ)上注意遷移和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題。2.情景拓展(1)實驗器材及速度的測量方法的改進(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。(3)計時方法的改進采用頻閃照相法和滴水法獲得兩點間的時間間隔打點計時器。例2(2023·全國甲卷，23)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。(b)(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點時小車的位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生對應(yīng)位移所用時間和平均速度分別為Δt和v。表中ΔxAD＝cm，vAD＝cm/s。位移區(qū)間ABACADAEAFΔx(cm)6.6014.60ΔxAD34.9047.30v(cm/s)66.073.0v87.394.6(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得到小車平均速度v隨時間Δt的變化關(guān)系，如圖(c)所示，在所給的圖中補全實驗點。(c)(3)從實驗結(jié)果可知，小車運動的v－Δt圖線可視為一條直線，此直線用方程v＝kΔt＋b表示，其中k＝cm/s2，b＝cm/s(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

(4)根據(jù)(3)中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運動，得到打出A點時小車的速度大小vA＝，小車的加速度大小a＝(結(jié)果用字母k、b表示)。

例3(2024·浙江金華模擬)某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究滑塊做直線運動的快慢問題?；瑝K上的左右端各有一個完全一樣的遮光板。光線被遮光板遮擋時，傳感器會輸出高電壓。如圖丙所示，用游標尺測量遮光板的寬度d＝mm。掛上鉤碼后，將滑塊由如圖甲所示的位置釋放，滑塊在細線的牽引下向左做直線運動，遮光板1、2分別經(jīng)過光電傳感器時，通過光電傳感器和計算機得到的圖像如圖乙所示，若t1、t2、t3、t4和d已知，則遮光板2在經(jīng)過光電傳感器過程中的平均速度為(用已知量的字母表示)。

跟蹤訓(xùn)練2.為了測定斜面上小車下滑的加速度，某實驗小組利用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))技術(shù)進行實驗，如圖所示。當裝有寬度為d＝2cm的遮光條的小車經(jīng)過光電門時，系統(tǒng)就會自動記錄擋光時間，并由相應(yīng)軟件計算遮光條經(jīng)過光電門的平均速度來表示瞬時速度。某次實驗中，小車從距離光電門中心為L處由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門