第04讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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实验：探究小车速度随时间变化的规律
拓展：测重力加速度的方法
利用频闪照相法或滴水法
牵引法让小车获得速度和加速度
Δx＝aT 2或xm－xn＝(m－n)aT 2
知识点1、理清原理与操作
知识点2、掌握数据处理方法
3.利用纸带求物体加速度的两种方法
知识点3、注意实验细节
1.平行：纸带和细绳要和木板平行。
2.两先两后：实验开始时应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。
3.防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止槽码落地和小车与滑轮相撞。
4.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃打点密集部分，适当选取计数点。
6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
知识点3、常见的误差分析
1.根据纸带测量的位移有误差。
2.电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等。
3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。
5.木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。
考向1 有效数字的认识
(1)该实验使用了电火花计时器，关于电火花计时器的使用，下列说法正确的是___(单选)。
A.电火花计时器使用的是8 V左右的直流电源B.在实验操作中，先让物体运动，后接通电源C.在同一纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小
电火花计时器比电磁式的对纸带阻力小，使用时候接220V交流。为充分利用，应先通电后释放纸带。
【题后总结】有效数字的认识
1．刻度尺测量值有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是偶然误差的来源。2．有效数字的位数：在一个数中，自左向右，从第一个不为零的数字起，到右边最末一位数字止(包括末位数为零的数字)，共有几个数字，就是几位有效数字。3．科学记数法：如36 500，从左向右，如果第3位数“5”不可靠，则应记为3.65×104；如果第4位数“0”不可靠，应记为3.650×104。
考向2 逐差法的活学妙用
(1)实验操作前，__________平衡摩擦力(选填“需要”或者“不需要”)。

【题后总结】逐差法的活学妙用
知识点1 实验器材及速度的测量方法的改进
知识点2 获得加速度方法的改进
知识点3 计时方法的改进
考向1 速度的测量方法创新
1.某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：
(2)若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用___(填正确答案标号)。
考向2：获得加速度方法的改进
②改变长板的倾角，重复步骤①。
(1)本实验________(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受到的摩擦力。
【解析】 本实验研究小车做直线运动的规律，不需要求小车所受的合外力，即不需要平衡小车所受到的摩擦力。
滑块在A至B段的平均速度的大小
【解析】 每次实验重复几次测量后取平均值，是为了减小人为操作造成的误差，为偶然误差。
考向3：计时方法与纸带形式的改进与创新
根据表格内容可知(结果均保留两位小数)
(1)由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动，理由是______________________________________；
相等时间间隔内相邻的位移差近似相等
【题后总结】计时方法与纸带形式的改进与创新
考点三、测重力加速度的几种方法
1.自由落体运动：a=g v0=0
2.条件：静止释放，只受重力。
2.测重力加速度中，时间测量的几种方法
考向1　利用打点计时器测量
注意计时器两限位空的位置应处在同一竖直线上。
1.利用图甲所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的点。
(1)为了减小误差，重物应选___(填入正确选项前的字母)。
A.木块 B.铁块C.塑料块
【解析】 为了减小阻力对实验的影响，使重物的重力远大于阻力，重物应选质量大、体积小，即密度大的铁块，故选B。
注意自由落体运动满足的条件。
(2)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有___(填入正确选项前的字母)。
A.天平 B.秒表C.刻度尺
【解析】 本实验不需要测量质量，故不需要天平，故A错误；打点计时器本身具有计时功能，所以本实验不需要秒表，故B错误；本实验需要利用刻度尺测量纸带上所打计数点间的距离来计算加速度的大小，故需要刻度尺，故C正确。
考向2　利用光电门测量
2. 某小组用如图甲所示的装置测量重力加速度，实验过程如下：
(3)若实验中操作不当，导致小球下落过程球心并没有通过光电门中心，光电计时器仍记录下了挡光时间，则该操作会导致测得的重力加速度值______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
考向3　利用频闪照相法或滴水法测量
考向4　利用传感器测量
(1)除图中所用的实验器材外，该实验还需要________(填“天平”或“刻度尺”)。
(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：__________________________。
光栅板受到空气阻力的作用
【解析】 光栅板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于当地的重力加速度。
①需要的实验操作有______(多选)；
A.调节滑轮使细线与轨道平行B.倾斜轨道以补偿阻力C.小车靠近打点计时器静止释放D.先接通电源再释放小车
②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是________。
A.换成质量更小的小车 B.调整长木板的倾斜程度C.把钩码更换成砝码盘和砝码 D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角
(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，
①下列说法正确的是________；
A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同 B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要__________(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点。
【答案】 6.15~6.25 1.7 ~2.1 BC/CB D 3
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：________________________________；
①写出小球在位置1的速度表达式______。②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式___________________。③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是______误差。(填“偶然”或“系统”)