2025版高考物理一轮总复习知识梳理第1章运动的描述匀变速直线运动的研究实验1探究小车速度随时间变化的规律

这是一份2025版高考物理一轮总复习知识梳理第1章运动的描述匀变速直线运动的研究实验1探究小车速度随时间变化的规律，共2页。学案主要包含了实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤，注意事项，实验拓展等内容，欢迎下载使用。

1．练习正确使用打点计时器
2．会计算纸带上各点的瞬时速度
3．会利用纸带计算加速度
4．会用图像法探究小车速度与时间的关系，并能根据图像求加速度
二、实验原理
1．打点计时器
(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔_0.02_s__打一次点。
(2)工作条件：电磁打点计时器，8 V左右_交流__电源；电火花计时器，_220_V__交流电源。
(3)处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔 _4__个点取一个计数点”取点方法是一样的，相邻计数点间时间间隔均为 _0.1_s__。
2．匀变速直线运动的判断
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。
(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v－t图像。若v－t图线是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。
3．由纸带求物体运动速度的方法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T)。
4．利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)“逐差法”，若为偶数段，如6段，则a＝eq \f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)
若为奇数段，则最小段往往不用，如5段，可不用第1段，转换为偶数段。则a＝eq \f(x4＋x5－x2＋x3,4T2)。
(2)图像法，先求出n个点的瞬时速度(一般要5点以上)，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。
三、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、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。
四、实验步骤
1．按照课本实验原理图所示安装实验装置，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，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；
3．把小车停靠在打点计时器处，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．换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
五、注意事项
1．平行：纸带、细绳要和长木板_平行__。
2．两先两后：实验中应先接通电源，后放开小车；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，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。
六、实验拓展
1．有效数字：带有一位估读不确定的数字的近似数字叫有效数字，而这位数字往往是产生于测量时的估读，有效数字位数是从数字左边第一位不为零的数字算起的，如0.012为两位有效数字；有效数字与物理量的单位无关，如1 000 mm与1.000 m均为4位有效数字；乘方不算有效数字，如1.00×102 m为3位有效数字。
2．误差：测量值与真实值的差异叫误差。
系统误差
偶然误差
来源
由于仪器本身不精密，实验方法粗略或实验原理不完善而产生的
由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的
特点
多次实验，误差总是偏大或总是偏小
多次实验，误差有时偏大，有时偏小，而且偏大、偏小的机会相同
减小
方法
校准仪器，改进实验方法和设计原理
多次测量求平均值