发布时间 : 星期六 文章(江苏考试考试重点)最新版最新高考物理总复习 第4讲 实验一 速度随时间变化的规律讲义更新完毕开始阅读
第4讲 实验一：速度随时间变化的规律
考情剖析 考查内容 实验、探究：速度随时间变化的规律 弱项清单 2.不能准确用打点计时器结合逐差法测量物体的加速度
实验储备一、实验目的
1．练习使用打点计时器，会用打点纸带研究物体的运动情况．
2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．
3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v-t图象，根据图象求加速度．
二、实验原理
(1)匀变速直线运动的特点：
①物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时间T内发生的位移依
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次为x1，x2，x3，x4，…，xn，则有：x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT，即__________________________________．可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动．
②匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于________________________________________________________________________．
(2)由纸带求物体加速度的方法：逐差法
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由xm－xn＝(m－n)aT得 x4－x1＝3a1T2 x5－x2＝3a2T2 x6－x3＝3a3T2
考纲要求 考查年份 17年 考查详情 T10—打点计时器纸带的处理 能力要求 实验与探究 1.计算能力不足 a1＋a2＋a3（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）a－＝＝ 2
39T(3)利用平均速度求瞬时速度
xn＋xn＋1dn＋1－dn－1
vn＝＝
2T2T三、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸(墨粉纸盘)、____________、小车、__________________、细绳、刻度尺、钩码、两根导线．四、实验步骤
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(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的砝码，将纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置如图所示；
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(2)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次；
(3)从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，在选好的开始点下面记作0，0后面第5个点记作1，1后面第5个点记作2，…，依此标出计数点3，4，5，6，两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，分别记作x1，x2，x3，x4，x5，x6；
(4)根据测量结果和前面计算公式，计算出a1，a2，a3的值，求出a的平均值．它就是小车做匀变速直线运动的加速度．
五、数据处理
由实验数据得出v-t图象
(1)根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中仔细描点，如图，可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．
(2)作一条直线，使同一次实验得到的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，这条直线就是本次实验的v-t图象，它是一条倾斜的直线．
六、实验结论
由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律． 有两条途径进行分析：
(1)直接分析图象的特点得出，小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．
(2)通过函数关系进一步得到，既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．
七、误差分析 偶然误差 系统误差 八、注意事项
产生原因 减小方法 根据纸带测量的位移有误差，从而测量各计数点到起始点的距离而不使根据位移计算的瞬时速度有误差 是直接测量相邻计数点间距离 木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用各处粗糙程度均匀的木板 3
(1)电磁式打点计时器使用的电源是交变电流，工作电压为6 V以下．电火花式打点计时器直接用220 V交流电．
(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
(3)应该先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车． (4)小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或者加速度太小，使各段位移无法区别．
(5)要防止钩码落地后小车跟定滑轮相撞；纸带打完后及时断开电源．
(6)选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(计数点与计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒．
(7)不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到记数起点O之间的距离)．读数时读到毫米的下一位．技能优化 【典型例题1】 (多选)关于打
点计时器，下列说法中正确的是( )
A．电磁打点计时器使用低压直流电源 B．电火花计时器使用墨粉纸盘 C．两种打点计时器的工作原理相同
D．在我国，两种打点计时器都是每隔0.02 s打一次点
【典型例题2】 某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)．
(a)
(b)
根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动．回答下列问题： (1)在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为______m/s.在打出D点时，物块的速度大小为________m/s.(保留两位有效数字)
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(2)物块的加速度大小为________m/s.(保留两位有效数字)
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一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻
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小球位置的照片，如图，
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即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等时
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