高中物理必修一 第二章第4讲 实验、探究：速度随时间的变化规律

第4讲 实验、探究：速度随时间的变化规律

考情 剖析

(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B 代表中等，C 代表难)

考查内容

考纲要求 及变化

考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度 实验、探

究：速度 随时间的

变化规律

Ⅱ — 重点 B 小结及 预测 该实验近

4年均未

考查过，

但本实验

属于考纲

要求的实

验，物理

学中可能出现循环

考可能，

复习时应

着重掌握

实验流程

及数据的

处理方

法.

知识 整合

实验流程图

基础自测

1．实验目的

(1)学会判断物体是否做匀变速直线运动的方法．

(2)利用打上点的纸带测定匀变速直线运动的加速度．

2．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内发生的位移依次为s1，s2，s3，s4，…，s n，则有：s2－s1＝s3－s2＝…＝s n－s n－1＝aT2，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________的方法：

逐差法

s2－s1＝s3－s2＝…＝s n－s n－1＝aT2

s4－s1＝3a1T2

s5－s2＝3a2T2

3．实验器材

打点计时器、纸带、复写纸片、______________、小车、______________、细绳、刻度尺、钩码、两根导线．

重点阐述

重点知识概述

1．实验步骤

(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；

(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s1，s2，s3，s4，s5，s6；

(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．

2．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．3．注意事项

(1)电磁式打点计时器使用的电源必须是交变电流(不能接入直流电，否则无法工作)，工作电压为4～6 V．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．

难点释疑

1．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．

【典型例题1】 如图甲所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图乙中a 、b 、c 是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示．

(1)根据所提供纸带上的数据，计算打c 段纸带时小车的加速度大小为________m/s 2.(结

果保留两位有效数字)

(2)打a 段纸带时，小车的加速度是2.5m/s 2.请根据加速 …… 此处隐藏：6003字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……