实验一　探究小车速度随时间变化的规律公开课.docx

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1、实验一探究小车速度随时间变化的规律基本实验要求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、刻度尺、导线、电源、复写纸。2 .实验原理(如图1所示)图13 .实验步骤(1)按照如下图实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，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，先接通电源,后放开小车。(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，选择一条比拟理想的纸带进行测量分析。4 .考前须知(1)平行：纸带、细绳要和长木板平

2、行。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50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜。(5)小车从靠近打点计时器位置释放。基本实验方法.1 .依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)X1 X2、3是相邻两计数点间的距离。(2)Ax是两个连续相等的时间内的位移差：x-X2-X, AX2=%3%2。(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T=0.02 s(打点计时器的频率为50 H

3、z, 为 两计数点间计时点的间隔数)。(4)Ax=T2,只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内 的位移之差就一定相等。2 .数据处理(1)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，从而确定物体的运动性质。(2)利用逐差法求解平均加速度X4X1X5X2X6X3ci i 37，237 337Q1 + Q2 + Q3(X4+X5+X6)(Xl+x2+x3)a 3-9 尸0利用平均速度求瞬时速度：。=月/。(4)利用速度一时间图像求加速度作出速度一时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度；剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。命题点一教

4、材原型实验【例1】(20217月重庆市学业水平选择性考试适应性测试，11)某小组用打点计 时器研究小车的匀变速直线运动，该打点计时器电源的频率为50 Hz,在打好的 纸带上每5个点标记一个计数点，标记结果如图2所示，A、B,。、。为连续选择的计数点，其位置分别为20.0 mm、34.0 mm 53.0 mm和77.0 mm。那么:图2图中相邻两计数点的时间间隔是 s；(2)打B点时小车的速度大小是 m/s；(3)小车运动的加速度大小是 m/s2o【变式1】(2020江苏盐城市第三次模拟)小华同学在“探究小车速度随时间变化 的规律”实验中，选出了如图3甲所示的一条纸带(每两个点间还有4个点没有画

5、 出)。打点计时器的电源频率为50 Hz。单位:cm5.00 7.1() 9.1010.8112.7015.10 ITTTTT1O A BCDEF甲乙图3(1)根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中。位置ABCDEy/(m-s-1)0.610.811.001.18(2)小华同学根据实验数据在图乙中画出了小车的图像。请你根据。一/图像判断小车做的是(填写序号)A.匀速直线运动B.匀变速直线运动C.非匀变速直线运动(3)小红同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像：第一，先把纸带每隔0.1 s剪断，得到假设干短纸条；第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标

6、轴，标出时间；第三，将纸条上端中心连起来，于是得到。一，图像。请回答这样做（选填“可行”“不可行”），简要说明其理由【变式2】（2020.广东潮州市第二次模拟）在做“研究匀变速直线运动”的实验时, 某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图4所示，各个计数点已经在纸带 上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率尸 50 Hz的交流电源。0 123456 f 图4该实验 平衡摩擦力，满足钩码的质量远远小于木块的质量（填“需要”“不需要”）；打下计数点6时纸带的速度。6=（用给定字母表示）；物体加速度为a=（用给定字母表示）;如果交变电流的频率f50 Hz,但当时做实验的同

7、学并不知道，那么测得的加 速度值比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。命题点二实验拓展创新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 .情景拓展小车纸带嘤:插头小车纸带嘤:插头X光电门 光电门等线廿滑轮 可重物CE.频闪照相法F.滴水法.数据处理 加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度一长木板倾斜靠重力获得加速度。速度的测量方法：由打点纸带求速度f测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间加，由求速度。L_ 1/加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差

8、法求加速度一利用经过两个光电门的 瞬时速度，由速度位移关系式求加速度。类型1实验情景创新【例2】（2017.全国卷n, 22）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。(a)运动方向 前端(b)53.653.252.852.452.077(cm* s_1)050100150 2()() Az/ms(c)图5实验步骤如下：如图5(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；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

9、片遮住的时间A?；用As表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示,。表示滑块在挡光片遮住光线的。时间内的平均速度大小，求出6将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块 由静止开始下滑，重复步骤、；屡次重复步骤；利用实验中得到的数据作出。一加图，如图(c)所示。完成以下填空：(1)用。表示滑块下滑的加速度大小，用以表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，那么0与。A、。和，的关系式为V ；(2)由图(c)可求得0A=cm/s, a=cm/s2(结果保存3位有效数字)。【变式3】(2020.广东广州市天河区三模热身)用图6甲所示的实验装置来测量匀 变速直线运动的加速度

10、。气垫导轨尽祛码图6（1）实验的主要步骤：用游标卡尺测量遮光片的宽度d,结果如图乙所示，读得d=mm；用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；滑块从A点静止释放（祛码落地前遮光片已通过光电门）；读出遮光片通过光电门所用的时间/；改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的光值并读出/值。根据实验测得的数据，以尤为横坐标，1为纵坐标，在坐标纸中作出一图线 如图7所示，求得该图线的斜率k=nT%-2；由此进一步求得滑块的 加速度a=m,s-2o （计算结果均保存3位有效数字）图7类型2实验方法拓展测重力加速度【例3】(2019全国卷III, 22)甲、乙两位同学设计了利用数

11、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。相机每间隔0.1 s拍1幅照片。假设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 o (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实验中的使用方法。答：(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,那么该地的重力加速度大小为g=m/s2o (保存2位有效数字)【变式4】(20217月湖南普高校招生适应性考试，11)某同学利用滑块在气垫导 轨上的运动测量当地的重力加速度。如图8(a)所

12、示，所用器材包括：气垫导轨、 滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、数字计时器、光电门等。导轨下方两支点 间的距离为/。实验步骤如下：遮光片光电门 / 早 / z左支点滑块气垫导轨右支点(a)(b)图8(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当光电门A记录的遮光时间(填 “大于”“小于”或“等于)光电门B记录的遮光时间时，可认为气垫导轨水平;(2)用游标卡尺测量遮光片宽度d,如图(b)所示，d= cm；(3)在导轨左支点下加一高度为我的垫块，让滑块从导轨顶端滑下，记录遮光片经 过A、B两处光电门的遮光时间加1、加2及遮光片从A运动到B所用的时间力2, 可求出重力加速度g=(用题中给出的物理量符号表示)；(4)分析实验结果发现，重力加速度的测量值比该地的实际值偏小，写出一条产生 这一结果的可能原因：