实验一 探究小车速度随时间变化的规律 课件-2027年高考物理一轮复习（全国通用）

这是一份实验一 探究小车速度随时间变化的规律 课件-2027年高考物理一轮复习（全国通用），共36页。PPT课件主要包含了题型一教材原型实验，电磁打点，不需要，CBA，图见解析，题型二实验拓展创新等内容，欢迎下载使用。
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．研究物体做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。
三、实验原理1．打点计时器原理
四、注意事项1．平行：纸带和细绳要和木板平行。2．两先两后：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，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。5．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。
方案2：用频闪照相法测瞬时速度利用频闪相机拍摄运动物体在不同时刻的位置，再根据照片和实物的比例推算出照片中不同时刻物体位置间的位移，根据运动学公式测得物体的速度。此种方法不仅适用于测做匀变速直线运动的物体的速度，也适用于测做匀变速曲线运动的物体的速度。
例1 某学习小组利用如图甲所示的装置探究小车运动的速度随时间变化的规律。 (1)图甲中用的打点计时器是________(选填“电火花”或“电磁打点”)计时器。
[解析]　电磁打点计时器有两个接线柱，接低压交流电源，而电火花计时器接220 V的交流电源，可见题图甲中用的是电磁打点计时器。
(2)本实验________(选填“不需要”或“一定要”)平衡摩擦力。[解析]　本实验探究小车运动的速度随时间变化的规律，只需要保持小车受到的合力恒定不变，不需要平衡摩擦力。
(3)某次实验中，打点计时器接在频率为50 Hz的电源上，释放小车后，打出的纸带的一部分如图乙所示，每两个计数点间有四个点未画出，可得到打出F点时小车的速度大小vF＝________m/s，小车运动的加速度大小a＝__________m/s2。(结果均保留2位小数)
例2 (2025·北京卷，T16)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1所示。 (1)按照图1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
[解析]　实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让计时器先工作；最后释放小车，故顺序为CBA。
(2)实验中打出的一条纸带如图2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__________(选填“左端”或“右端”)与小车相连。[解析]　小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上的点间距逐渐增大，题图2中纸带左端间距小，右端间距大，说明纸带左端与小车相连。
(3)图2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3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4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)
例3 某班级在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接频率50 Hz的交流电源，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，每个计数点与计数点A间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
(1)请依据纸带数据，计算打下B点时的小车瞬时速度大小vB＝________m/s。(结果保留3位小数)
(2)班级内甲、乙、丙三个小组采用了不同的数据处理方法，甲小组充分利用纸带，直接计算小车加速度a甲＝________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(3)乙小组根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F 5个计数点时小车的瞬时速度(请根据第一问结果补全表格)。
①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图2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。②由所画v－t图像求出小车加速度a乙＝________m/s2(结果保留2位小数)。
[解析]　①小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示。
(4)如图3所示，丙小组用以下方法绘制了小车运动的v－t图像：先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条；再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间；最后将纸条上端中心连起来，于是得到v－t图像，请根据这种方法计算出小车运动的加速度a丙＝________m/s2。
1．实验器材及速度的测量方法的改进
(2)由图乙可求得vB＝________m/s，a＝________m/s2。(结果均保留3位有效数字)
例5 (2026·河南省五市期末)某实验小组设计了如图甲所示的装置测当地的重力加速度。小球被吸在电磁铁上，竖直固定的刻度尺零刻度在上端，并且零刻度与小球球心对齐。小球球心刚好在光电门正上方。
(1)先用螺旋测微器测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径d＝________________________mm。[解析]　小球的直径d＝9 mm＋0.01 mm×4.5＝9.045 mm。
9.045(9.044～9.046均可)
(3)若小球的球心与光电门不正好在同一条竖直线上，实验测得的重力加速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)当地重力加速度的实际值。[解析]　若小球的球心与光电门不正好在同一条竖直线上，实际的挡光距离小于测量的挡光距离，则测得的重力加速度偏大。