第一章機(jī)械運動與物理模型實驗一測量做直線運動物體的瞬時速度[基本要求][數(shù)據(jù)處理]

3.

利用速度—時間圖像求加速度：作出速度—時間圖像，通過圖像

的斜率求物體的加速度.[誤差分析]1.

使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差.2.

作v－t圖像時出現(xiàn)作圖誤差.3.

電源頻率不穩(wěn)定，造成打點的時間間隔不完全相同.4.

長木板粗糙程度不均勻，小車運動時加速度有變化造成誤差.[注意事項]1.

平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行.2.

靠近：釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點計時器的位置.3.

一先一后：實驗時應(yīng)先接通電源，后釋放小車；實驗后先斷開電

源，后取下紙帶.4.

減小誤差：小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免速度過大而使

紙帶上打的點太少，或者速度太小，使紙帶上打的點過于密集.5.

紙帶選?。哼x擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點密集部分，適當(dāng)選

取計數(shù)點.6.

準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位，仔細(xì)描點連

線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落

不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè).

考向1

對實驗裝置及誤差的考查[典例1]某同學(xué)使用打點計時器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?（1）請完成以下主要實驗步驟：按圖（a）安裝實驗器材并連接電

源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物

（填“靠近”或“遠(yuǎn)

離”）計時器下端；

，

，使重物自由

下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實驗.解析：使重物盡量靠近打點計器，這樣可以使重物下落過程的位移較大，打的點較多，使用打點計時器時，要先接通電源，然后釋放重物.靠近先接通電源再釋放重物（2）圖（b）和（c）是實驗獲得的兩條紙帶，應(yīng)選取

（填

“b”或“c”）來計算重力加速度.在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的

情況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，主要原因是空氣阻?/p>

和

?.b

紙帶與限位孔間有摩擦阻力解析：（2）重物下落過程，速度逐漸增大，相鄰兩點間的距離逐漸

增大；而紙帶c中，相鄰兩點間的距離先增大后減小，所以應(yīng)該選用

紙帶b.重物運動過程中，由于受空氣阻力，以及紙帶與限位孔間有摩

擦阻力，所以運動過程中的加速度略小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?

本實驗參與計算的量有計數(shù)點間距和打點周期，因此誤差主要來

源于相鄰兩計數(shù)點之間距離的測量和電源頻率的不穩(wěn)定性.（1）交流電源的頻率變化引起誤差

（2）位移的測量引起誤差如果各計數(shù)點間的位移較小或相鄰計數(shù)點之間的位移之差較

小，位移測量的相對誤差就會較大，從而導(dǎo)致速度和加速度的測

量誤差較大.考向2

對數(shù)據(jù)處理及注意事項的考查[典例2]

（2022·全國乙卷）用雷達(dá)探測一高速飛行器的位置.從某時

刻（t＝0）開始的一段時間內(nèi)，該飛行器可視為沿直線運動，每隔1

s

測量一次其位置，坐標(biāo)為x，結(jié)果如下表所示。回答下列問題：t/s0123456x/m05071

0941

7592

5053

3294

233（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時間內(nèi)近似做勻加速運

動，判斷的理由是

?.（2）當(dāng)x＝507

m時，該飛行器速度的大小v＝

m/s.（3）這段時間內(nèi)該飛行器加速度的大小a＝

m/s2（結(jié)果保留2

位有效數(shù)字）.相鄰1

s內(nèi)的位移之差接近80

m

547

79

[典例3]一同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌測定滑塊的加速度，滑塊上安裝了

寬度d＝3.0

cm的遮光條，如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后以恒

定的加速度通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第

一個光電門的時間為Δt1＝0.30

s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝

0.10

s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的

時間為Δt＝4.0

s.試估算：滑塊經(jīng)過第一個光電門時的速度大小v1＝

m