高考物理總復(fù)習(xí)主題一機(jī)械運動與物理模型1.2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律市賽課公開課一等獎

1.2勻變速直線運動研究1.2.1試驗：探究小車速度隨時間改變規(guī)律1/40一、試驗?zāi)繕?biāo)1.深入練習(xí)使用打點計時器及利用紙帶求瞬時速度。2.探究小車速度隨時間改變規(guī)律。3.會用圖象法處理試驗數(shù)據(jù)。2/40三、試驗器材電磁打點計時器(或電火花計時器)、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、一端附有定滑輪長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、交流電源。3/40四、試驗步驟1.如圖所表示，把附有滑輪長木板放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪一端，連接好電路。4/402.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶一端固定在小車后面。3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，關(guān)閉電源。4.換上新紙帶，重復(fù)試驗兩次。5.增減所掛鉤碼個數(shù)，按以上步驟再做兩次試驗。5/40五、數(shù)據(jù)處理1.瞬時速度計算(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想紙帶，舍掉開始一些比較密集點，在后面便于測量地方找一個點，作為計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標(biāo)明0、1、2、3、4…如圖所表示。6/40(2)依次測出01、02、03、04…距離x1、x2、x3、x4…，填入表中。位置123456長度x1x2x3x4x5x6

各段長度0～21～32～43～54～6

時間間隔

v/(m·s－1)

7/408/402.作出小車運動v－t圖象(1)定標(biāo)度、描點：坐標(biāo)軸標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致分布在坐標(biāo)平面中央。描點時要用平行于兩坐標(biāo)軸虛線標(biāo)明該點位置坐標(biāo)。(所描點普通用“·”標(biāo)明)(2)連線：畫一條直線，讓這條直線經(jīng)過盡可能多點，不在線上點均勻分布在直線兩側(cè)，偏差比較大點忽略不計，如圖所表示。3.求解加速度(3)觀察所得到直線，分析物體速度隨時間改變規(guī)律。9/40六、誤差分析

產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差依據(jù)紙帶測量位移有誤差測量各計數(shù)點到起始點距離而不是直接測量相鄰計數(shù)點間距離系統(tǒng)誤差作v－t圖象不準(zhǔn)確有誤差試驗中作圖時應(yīng)選取適當(dāng)坐標(biāo)單位木板粗糙程度不完全相同盡可能選粗糙程度均勻木板10/40七、注意事項(1)開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。(2)先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。(3)打點完成，應(yīng)馬上斷開電源。(4)要預(yù)防鉤碼落地，防止小車跟滑輪相碰，在小車抵達(dá)滑輪前及時用手按住。11/40(5)牽引小車鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上點太少，或者加速度太小，而使各段位移差異不大，誤差增大。(6)連接小車細(xì)線要與木板平行。

(7)要區(qū)分打點計時器打出計時點和人為選取計數(shù)點，普通在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔t＝0.1s。(8)在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度選取，應(yīng)使圖象盡可能分布在較大坐標(biāo)平面內(nèi)。12/40關(guān)鍵點一試驗原理及操作[例1]

在研究勻變速直線運動試驗中，某同學(xué)操作以下試驗步驟，A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源B.將打點計時器固定在平板上，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重鉤碼D.取下紙帶13/40E.將平板一端墊高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動F.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器限位孔(1)所列步驟中有錯誤是：_________________________________________________________________________________。(2)遺漏步驟(遺漏步驟可編上序號G、H……)：_______________________________________________________________________________________________________。(3)將以上步驟完善后寫出合理步驟次序：__________________________________________________________________________________________________________。14/40解析

(1)步驟A中應(yīng)先通電，再放紙帶，次序不能顛倒；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。(2)遺漏步驟G：換上新紙帶，重復(fù)試驗三次。(3)步驟完善后，合理試驗步驟次序為：BFECADG。答案

(1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源(2)G：換上新紙帶，重復(fù)試驗三次(3)BFECADG15/40[針對訓(xùn)練1]

用如圖1所表示裝置做“探究小車速度隨時間改變規(guī)律”試驗，以下做法正確是(

)A.小車從靠近定滑輪處釋放B.先開啟計時器，再釋放小車C.試驗前要平衡小車受到阻力D.電火花計時器接學(xué)生電源直流輸出端圖116/40解析在釋放小車前，小車應(yīng)盡可能靠近打點計時器，遠(yuǎn)離滑輪處，方便在紙帶上打出更多點，有利于試驗數(shù)據(jù)處理和誤差減小，A錯誤；試驗中為了在紙帶上打出更多點，也為了打點穩(wěn)定，應(yīng)先開啟打點計時器，然后釋放小車，B正確；該試驗不需要平衡小車受到阻力，C錯誤；電火花計時器接220V交流電源，D錯誤。答案

B17/40關(guān)鍵點二試驗數(shù)據(jù)處理[例2]

(·天水高一檢測)在“探究小車速度隨時間改變規(guī)律”試驗中，如圖2所表示為統(tǒng)計小車運動情況一條紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間時間間隔T＝0.1s。圖218/40(1)計算D、C、B各點瞬時速度，vD＝________m/s，vC＝________m/s，vB＝________m/s。(2)在如圖3所表示坐標(biāo)系中作出小車v－t圖象，并依據(jù)圖象求出a＝________。圖319/4020/40(2)由(1)中數(shù)據(jù)作出小車v－t圖象如圖所表示，答案

(1)3.90

2.64

1.38(2)圖看法析12.6m/s221/40方法總結(jié)由紙帶求加速度方法如圖所表示紙帶各計數(shù)點1、2、3、4、5、…所對應(yīng)速度分別是v1、v2、v3、v4、v5、…，T為計數(shù)點間時間間隔。(1)圖象法由多組數(shù)據(jù)描繪出v－t圖象，v－t圖象中直線斜率即為物體運動加速度。此方法準(zhǔn)確、科學(xué)，但較繁瑣。22/4023/4024/40[針對訓(xùn)練2]

利用打點計時器“探究小車速度隨時間改變規(guī)律”，打出紙帶如圖4所表示，已知交流電源頻率為50Hz，從計數(shù)點1開始，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出，圖中1、2、3、4、5、6、7為連續(xù)計數(shù)點，測得s1＝1.40cm，s2＝2.00cm，s3＝2.60cm，s4＝3.20cm，s5＝3.80cm，s6＝4.40cm。圖4(1)相鄰計數(shù)點之間時間間隔為________s。(2)小車加速度為________m/s2。25/4026/40答案(1)0.1

(2)0.627/401.在探究小車速度隨時間改變規(guī)律試驗中。(1)電磁打點計時器是一個使用________(填“交流”或“直流”)電源儀器。當(dāng)所接電源頻率是50Hz時，它每隔________s打一次點。(2)接通電源與釋放紙帶，讓紙帶(隨小車)開始運動，操作正確是________。A.先接通電源，后釋放紙帶B.先釋放紙帶，后接通電源C.釋放紙帶同時接通電源D.先接通電源或先釋放紙帶都能夠28/40解析

(1)電磁打點計時器是使用交流電源計時儀器，當(dāng)電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點。(2)開始統(tǒng)計時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運動，假如先放開紙帶開始運動，再接通打點計時器電源，因為重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)采集和處理，會對試驗產(chǎn)生較大誤差；同時先打點再釋放紙帶，能夠使打點穩(wěn)定，提升紙帶利用率，能夠使紙帶上打滿點。答案

(1)交流0.02

(2)A29/402.在“研究勻變速直線運動”試驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電頻率為50Hz)，得到如圖5所表示紙帶。圖中點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，以下表述正確是(

)A.試驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B.從紙帶上不可能求出計數(shù)點C對應(yīng)速率C.從紙帶上能夠求出計數(shù)點B對應(yīng)速率D.相鄰兩個計數(shù)點間時間間隔為0.02s圖530/40答案C31/403.在“探究小車速度隨時間改變規(guī)律”試驗中，得到如圖6所表示紙帶，其中A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間時間間隔為T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG間位移，以下可用來計算打D點時小車速度表示式中誤差最小是(

)圖632/40答案

B33/404.在試驗中，利用紙帶上數(shù)據(jù)得出各計數(shù)點瞬時速度后，以速度v為縱軸，以時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。某次試驗中某同學(xué)描出點如圖7所表示。在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個點。以下思索有道理是(

)圖734/40①這10個點不論怎樣也不在一條直線上，所以小車運動v－t圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑曲線②這10個點中有8個點即使不在一條直線上，但它們都在一條直線附近，只有F和B兩點離這條直線太遠(yuǎn)③在10個點當(dāng)中只有4個點能畫在一條直線上(A、D、G、I)，有6個點不在該直線上，這條直線必定不能表示小車運動規(guī)律④與直線偏差較小點(C、E、H、J)可能是試驗誤差造成，而與直線偏離較大點(B、F)則可能是試驗中出現(xiàn)錯誤造成A.①③ B.②④

C.①② D.③④35/40解析考慮有誤差，才不可能在一直線上，而偏離直線太遠(yuǎn)，則不屬于誤差，而是錯誤。而若理想化，則這些點應(yīng)在一直線上，①③錯誤，②④正確。故選B。答案

B36/405.如圖8所表示，某同學(xué)在做“研究小車速度隨時間改變規(guī)律”試驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程一條清楚紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點時間間隔為T＝