第一章 第五课时 实验一：探究小车速度随时间变化的规律-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

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实验一：探究小车速度随时间变化的规律
1.了解物理实验中的误差，学会减小实验误差。2.会正确使用打点计时器，学会利用纸带上的点迹求物体的速度和加速度。3.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。
1.误差的定义：误差是实验测量值(包括直接和间接测量值)与真实值(客观存在的准确值)之差。2.误差分类：(1)按误差来源分类
(2)按误差数值表示方法分类
图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题：(1)图乙是　　　(填“电磁打点”或“电火花”)计时器，电源采用的是___________(填“交流8 V”“交流220 V”或“四节干电池”)。
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为50 Hz。①根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，请将B、F的速度值填入下表(结果保留3位小数)。
②以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
③由所画速度—时间图像求出小车加速度大小为　 　　 m/s2(结果保留2位小数)。
0.79(0.78、0.80均可)
拓展　试根据纸带中的数据，用逐差法求小车运动的加速度大小(结果保留2位有效数字)。
一辆小车上装有一个滴墨水的容器，每分钟滴出120滴墨水。重物通过滑轮用细绳牵引小车向右做匀加速直线运动，结果在水平桌面上留下一串墨滴，如图所示，测出ab=0.11 m，bc=0.15 m，cd=0.19 m，不计空气阻力(计算结果均保留2位小数)。请回答下列问题：(1)b、c墨滴刚滴下时小车的速度大小分别是　 　 m/s、　 　 m/s；
(2)小车运动的加速度大小为　　 m/s2；
(3)墨水刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致速度的测量值　 　、加速度的测量值　　　(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
某同学利用实验室实验装置进行“探究匀变速直线运动规律”的实验，某次测量得到的纸带如图甲所示，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz，每相邻两计数点间有四个计时点未画出。(1)小车的加速度大小为　　　 m/s2(结果保留3位有效数字)。
的坐标值为已知量，则O点的速度大小为v0=　，加速度大小为a=　 　。(均用b、c、d表示)
精练高频考点提升关键能力
1.(2025·江苏省百师联盟联考)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律：(1)某同学选用如图甲所示的打点计时器，则应按　　(选填“乙”“丙”或“丁”)图中的方法连接电源。
2.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，实验装置如图甲所示，某同学将电火花计时器接在频率为50 Hz的电源上。在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了1、2、3、4、5、6六个计数点，如图乙所示。(1)图甲中电火花计时器所接的电源为　　　(选填“8 V”或“220 V”)交流电源。
(2)图乙中计数点2的读数为　　 cm。
(3)打下图乙中计数点3时，小车的速度大小为　　　 m/s(结果保留2位有效数字)。
(4)该同学从每一个计数点处将纸带剪开分成几段，将这些纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中，如图丙所示，最后将纸带上端中心连起来，于是得到v-t图像，用该图像探究小车速度随时间变化的规律是否可行？　　(选填“可行”或“不可行”)。
3.(2022·辽宁卷·12)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电
传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt。(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”)；
(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50 cm，记录时间间隔的数据如表所示；
根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为v3=　　 m/s(结果保留两位有效数字)；
(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2，则重力加速度g=　　　　　　　(用d、Δt1、Δt2表示)；
(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
4.(2025·北京卷·16)利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律，实验装置如图甲所示。(1)按照图甲安装好器材，下列实验步骤正确的操作顺序为　　(填各实验步骤前的字母)。A.释放小车B.接通打点计时器的电源C.调整滑轮位置，使细线与木板平行
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示，A、B、C为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出)，可以判断纸带的　　　(填“左端”或“右端”)与小车相连。
(3)图乙中相邻计数点间的时间间隔为T，则打B点时小车的速度v=　　。
(4)某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图丙所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点，另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图丁所示。相邻计数点间的时间间隔为0.10 s，圆盘半径R=0.10 m。则这部分纸带通过打点
计时器的加速度大小为　　　 m/s2；打点计时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小为　　 m/s2。(结果均保留2位有效数字)
5.(2023·全国甲卷·23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小vA=　，小车的加速度大小a=　。(结果用字母k、b表示)