目標(biāo)導(dǎo)航


知識精講

知識點01 實驗思路
研究小車在重物牽引下速度隨時間的變化規(guī)律。
知識點02 進(jìn)行實驗
利用打點計時器進(jìn)行實驗。
【即學(xué)即練1】在“研究勻變速直線運動”實驗中，某實驗小組實施了以下實驗步驟，其中有錯誤的步驟是( )
A．把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，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的一端，連接好電路
B．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面
C．把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復(fù)兩次
D．從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個起始點，并把每打五個點的時間作為時間單位.在選好的起始點下面記作0，第六個點作為計數(shù)點1，依次標(biāo)出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計數(shù)點間的距離，根據(jù)公式求出a
答案：C
【解析】把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，由于小車通過細(xì)繩連接重物且跨過定滑輪，所以要使滑輪伸出桌面，為了更好的利用紙帶的長度，所以把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，故A項與題意不相符；再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，為了使得小車的速度不會太快，所以下邊掛上合適的鉤碼且每次必須由靜止釋放小車，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面，故B項與題意不相符；把小車停在靠近打點計時器處，接通交流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復(fù)兩次，故C項與題意相符；為了減小測量誤差，應(yīng)去掉開頭比較密集的點和每5個點取一計數(shù)點，故D項與題意不相符．
知識點03 記錄數(shù)據(jù)
選擇計數(shù)點，記錄瞬時速度。
【即學(xué)即練2】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是（ ）
A．分別逐個測出每兩個相鄰計數(shù)點間的距離，這樣便于記錄
B．為使測量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個點作為第一個測量點
C．為了便于測量，應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點
D．兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔必須是0.1 s
答案：C
【解析】測量每兩個相鄰計數(shù)點間的距離時，應(yīng)該用毫米刻度尺的零刻度對準(zhǔn)計時起點，一次讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得到每兩個相鄰計數(shù)點間距離的數(shù)值，故A錯誤；紙帶上開始時打的點比較密集，點距過小，測量誤差較大，故應(yīng)舍去，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點，故B錯誤，C正確；選取計數(shù)點，可增加測量距離，減小測量過程所產(chǎn)生的誤差，兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔不一定取0.1 s，故D錯誤。故選C。
知識點04 數(shù)據(jù)分析
描繪物體運動的v-t圖像，并通過對擬合成的圖線觀察、思考，找出物體速度變化的規(guī)律。
【即學(xué)即練3】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列做法正確的是
A．作v-t圖象時，必須用圓滑曲線連線且經(jīng)過每一個點
B．先使紙帶運動，再接通電源
C．牽引小車的鉤碼越多越好
D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處
答案：D
【解析】作v-t圖象時，應(yīng)用刻度尺作出直線，穿過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，故A錯誤；先接通電源，再使紙帶運動，故B錯誤；牽引小車的鉤碼不能太多，故C錯誤；為充分利用紙帶，將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，故D正確。故選D。
【即學(xué)即練4】某人用打點計時器做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，利用打出的一條紙帶畫出了小車速度隨時間變化的圖象，如圖所示，下列說法正確的是
A．當(dāng)電源頻率為50Hz時，打點計時器每隔秒打一個點
B．小車做勻速直線運動
C．小車在秒時的速度大小是
D．小車的加速度大小為
答案：C
【解析】由于電源頻率為時，打點計時器每隔秒打一個點，故A錯誤；據(jù)圖象知，小車做勻加速直線運動，在時的速度大小是，直線的斜率為，故BD錯誤，C正確．
知識點05 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，計時器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源。
3、要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它。
4、牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。
5、要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點。一般在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，間隔為0.1 s 。
能力拓展

考法01 計算瞬時速度
【典例1】為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d＝3.0 cm的遮光板，如圖所示，滑塊在牽引力作用下勻加速先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過光電門1的時間為Δt1＝0.30 s，通過光電門2的時間為Δt2＝0.10 s，遮光板從開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間為Δt＝3.0 s，則遮光板通過光電門1時的速度v1＝ ,光板通過光電門2時的速度v2＝ ,滑塊的加速度約為 。（每個空均保留2位有效數(shù)字）
解析 遮光板通過光電門1時的速度v1＝eq \f(d,Δt1)＝eq \f(0.03,0.30) m/s＝0.10 m/s，遮光板通過光電門2時的速度v2＝eq \f(d,Δt2)＝eq \f(0.03,0.10) m/s＝0.30 m/s，故滑塊的加速度a＝eq \f(v2－v1,Δt)≈0.067 m/s2．

考法02 誤差分析
【典例2】在研究勻變速直線運動實驗中，在打點計時器打下的紙帶上，選取一段如圖所示，實驗員告知同學(xué)們交流電的頻率為50 Hz，圖中每兩點中間還有四點沒有畫出；用刻度尺量得A到B、C、D、E各點的距離依次為：1.23 cm、3.71 cm、7.44 cm和12.42 cm，則打C點時物體的瞬時速度大小為________ m/s；該勻變速直線運動的加速度的大小為________ m/s2.(以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)若實際上交流電的頻率為51 Hz，則上面計算出的加速度值比實際值________．(填“大”“小”或“相等”)
答案 0.311 1.25 小
解析 打C點時物體的速度等于物體在BD間的平均速度：vC＝eq \f(6.21×0.01,2×0.1) m/s≈0.311 m/s
AB間的距離s1＝1.23 cm，BC間的距離s2＝3.71 cm－1.23 cm＝2.48 cm，CD間的距離s3＝
7.44 cm－3.71 cm＝3.73 cm
DE間的距離s4＝12.42 cm－7.44 cm＝4.98 cm.
利用v-t圖像求加速度可得：a＝1.25 m/s2
由題意知：f測T實，a測

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1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第一冊

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