专题06 探究小车速度随时间变化的规律（复习课件）-2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

这是一份专题06 探究小车速度随时间变化的规律（复习课件）-2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练，共28页。PPT课件主要包含了展望未来，怀揣梦想，教材原型实验，实验步骤，提升·必备题型归纳，创新实验方案等内容，欢迎下载使用。

拼搏 / 奋斗 / 挑战 / 超越
PPT下载 http/xiazai/
新梦想 新征程 新希望
一、实验目的1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。2.研究物体匀变速直线运动的规律。二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
知识点1　实验的基础知识
三、实验思路1.打点计时器原理
2.用“平均速度法”测速度 瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式v= 中,当Δt→0时v是瞬时速度。3.匀变速直线运动的速度测量 在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,故打第n个点时纸带的瞬时速度为 。
1.按照如图所示实验装置，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，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
五、实验操作的四点注意:1．实验前应调节纸带和细绳，使其与木板平行。2．在研究匀变速直线运动的实验中，可通过改变悬挂的钩码个数来改变加速度，无需平衡小车的摩擦力。3．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纸带。4．在小车到达木板末端前应让小车停止运动，以防小车与滑轮相撞及钩码落地。
六、误差分析1.纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差。2.计数点间距测量有偶然误差。3.作图有误差。
1．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。(2)Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)。(4)Δx＝aT2，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。
知识点2　利用纸带处理数据
2.由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，即 来计算。
3.利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法（若6段位移） 在数据处理时可以对纸带重新分段，把6段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔为3T。
3.利用纸带求物体加速度的两种方法(2)图像法 利用 求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v-t图像，用v-t图像的斜率求物体运动的加速度。
1．用如图甲所示的装置来研究直线运动的规律，把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，将滑轮端伸出桌面，将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，连接好电路（若使用电磁打点计时器，接 V的低压交流电源；若使用电火花计时器，接 V的交流电源），在让纸带穿过打点计时器的限位孔后，将其一端夹在小车尾部正中央。让小车靠近打点计时器，在小车前端系上细绳，细绳、纸带与木板平行，且细绳、纸带、限位孔要在 ，细绳跨过定滑轮，挂上适量的钩码，启动打点计时器，然后释放小车，让它拖着纸带运动。已知交流电源的频率为50Hz，实验连续打了一系列点的纸带如图乙所示，由此可以判断，这段纸带的运动属于 （填“匀速”或“匀变速”）直线运动，AB段的平均速度为v= m/s（计算结果保留三位有效数字），小车的加速度为a= m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
考向1 利用纸带求瞬时速度和加速度
【答案】 4~6 220 一条直线上 匀变速 1.15 5.0【详解】[1][2]若使用电磁打点计时器，接4~6V的低压交流电源；若使用电火花计时器，接220V的交流电源；[3]为保持小车的加速度不变，细绳、纸带、限位孔要在一条直线上；[4]由乙图分析可得，连续的、相邻的、相等的时间间隔内的位移之差为
由此可以判断，这段纸带的运动属于匀变速直线运动。
考向2 原型实验误差分析
2．某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。（1）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 。              A．先接通电源，后让纸带运动   B．先让纸带运动，再接通电源C．让纸带运动的同时接通电源  D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（2）如图所示是实验得到的一条点迹清晰的纸带，由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a = m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度v = m/s。（答案均要求保留3位有效数字）（3）如果在某次实验中，交流电的频率偏离50Hz，设f>50Hz，则测量的加速度值与真实的加速度值相比是 （填“偏大”“相等”“偏小”） 。
【答案】 A 1.93（1.92~1.94） 1.18（1.17~1.19） 偏小【详解】（1）[1]为了充分利用纸带长度，记录更多数据以及打点计时器工作稳定后打点比较清晰，需要先接通电源，后让纸带运动，A正确。
1.实验器材的改进及速度的测量方法
知识点　实验方案的改进
2.获得加速度方法的改进 长木板倾斜,靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)靠重物的拉力获得加速度。
考向1 创新方案测量瞬时速度和加速度的方法
3．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3mm的遮光条，滑块在牵引力作用下，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门时的时间为∆t1=3×10-3s，通过第二个光电门的时间为∆t2=1×10-3s，测得两光电门之间的距离为80.0cm．请完成下列填空：
(1)滑块通过第一个光电门时的速度大小为 m/s；(2)滑块通过第二个光电门的速度大小为 m/s；(3)滑块的加速度大小为 m/s2；(4)遮光条从第一个光电门到挡住第二个光电门之间的时间间隔为 s．
4．（1）在实验中得到小车做直线运动的x-t关系如图所示。由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为( )A．AC段是匀加速运动；DE段是匀速运动B．AC段是加速运动；DE段是匀加速运动C．AC段是加速运动；DE段是匀速运动D．AC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动（2）在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是 段中的平均速度，利用x-t图说明理由 。
考向2 创新实验误差分析
（3）某同学设计了一个测量物体瞬时速度的实验，其装置如图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的挡光部分在车头方向、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，测量小车车头到达光电门时的速度，该同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。
①根据表格所提供的数据可知，挡光片宽度最小的是 （填I、II、III、IV）。②在这四次实验中，第 次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度。③用这种方法得到的测量值，跟挡光片前端通过光电门的瞬间速度的实际值相比较 。（填“偏大”“偏小”或“相等”）
②[5]因为挡光板越窄，挡光板的平均速度越趋近于挡光板前端的速度即趋近于车头速度，则第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度。③[6]要测量小车正中间到达光电门的瞬时速度，即挡光板的中间位置的速度，而实际测得是平均速度即挡光板通过光电门的中间时刻的速度，由于小车越来越快，故中间时刻早与中间位置，故中间时刻的速度小于中间位置的速度，故测量值偏小。