决胜考场高中物理模块一直线运动:实验 探究小车的速度随时间变化规律.docx
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考点6 实验
考点6.1 探究小车的速度随时间变化的规律
基本实验要求
1.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.
2.实验步骤
(1)按照实验原理图所示实验装置,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.
3.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,防止钩码落地及小车与滑轮相撞.
(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.
4.数据处理
(1)目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等.
(2)处理的方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.
②利用逐差法求解平均加速度(如图)
a1=eq \f(x4-x1,3T2),a2=eq \f(x5-x2,3T2),a3=eq \f(x6-x3,3T2)?a=eq \f(a1+a2+a3,3)
③利用平均速度求瞬时速度:vn=eq \f(xn+xn+1,2T)
④利用速度—时间图象求加速度,通过图象的斜率求解物体的加速度;
2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动
(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离.
(2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2,….
(3)T是相邻两计数点间的时间间隔:T=0.02n(打点计时器的频率为50 Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).
(4)Δx=aT2,因为T是恒量,做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量,所以Δx必然是个恒量.这表明:只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
考点6.1.1 基本仪器
关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( C )
A.打点计时器一般使用4~6 V的直流电源
B.安放纸带时,应把纸带放在复写纸的上面
C.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器
D.最好在接通电源的同时,放开小车
利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律,请选出较准确的一组( B )
A.学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸
B.学生电源、导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸
C.导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸
D.学生电源、导线、电磁打点计时器、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸
如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx,用eq \f(Δx,Δt)近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使eq \f(Δx,Δt)更接近瞬时速度,正确的措施是( A )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
考点6.1.2 实验原理与实验操作
关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法中错误的是( A )
A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低
B.在释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列说法中正确的是( C )
A.长木板一定要水平摆放
B.使用刻度尺测量长度时,不必估读
C.使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位
D.作v-t图象时,所描线必须经过每一个点
(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度.然后他以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,共描出了10个点,并画出了小车运动的v-t图象,如图3所示.针对该同学作出的v-t图象,他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法,以下四种看法
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