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(共37张PPT)
第5讲 探究小车速度
随时间变化的规律
2024
高考一轮复习
01
复习目标
02
网络构建
03
知识梳理
题型归纳
04
真题感悟
目录
CONTENTS
内容索引
知识考点 考点1：教材原型实验 考点2：创新实验方案
夯基·必备基础知识梳理 知识点1：实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 知识点：实验方案的改进
知识点2：利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度 提升·必考题型归纳 考向1：利用纸带求瞬时速度和加速度 考向1 ：创新方案测量瞬时速度和加速度的方法
考向2：原型实验误差分析 考向2 ：创新实验误差分析
复习目标
1、掌握实验的原理，能利用纸带求出物体的瞬时速度和加速度，会做出必要的误差分析。
2、能够在原型实验基础上，会处理利用了光电门等传感器的其他同类实验。
网络构建
01
教材原型实验
PART ONE
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
一、实验目的
1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。
2.研究物体匀变速直线运动的规律。
二、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、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
三、实验思路
1.打点计时器原理
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
2.用“平均速度法”测速度
瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式v= 中,当Δt→0时v是瞬时速度。
3.匀变速直线运动的速度测量
在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,故打第n个点时纸带的瞬时速度为 。
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
四、实验步骤
1.按照如图所示实验装置，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，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。3.把小车停在靠近打点计时器处，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.换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
五、实验操作的四点注意:
1．实验前应调节纸带和细绳，使其与木板平行。
2．在研究匀变速直线运动的实验中，可通过改变悬挂的钩码个数来改变加速度，无需平衡小车的摩擦力。
3．实验中应先接通电源，后让小车运动，实验完毕应先断开电源后取纸带。
4．在小车到达木板末端前应让小车停止运动，以防小车与滑轮相撞及钩码落地。
夯基·必备基础知识
知识点1　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
六、误差分析
1.纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差。
2.计数点间距测量有偶然误差。
3.作图有误差。
夯基·必备基础知识
知识点2　利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度
1．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 s(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，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。
夯基·必备基础知识
知识点2　利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度
2.由纸带计算某点的瞬时速度
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,即 来计算。
夯基·必备基础知识
知识点2　利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度
3.利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)逐差法
在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T。
夯基·必备基础知识
知识点2　利用纸带判断匀变速运动的方法、求瞬时速度和加速度
3.利用纸带求物体加速度的两种方法
(2)图像法
利用 求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用
v-t图像的斜率求物体运动的加速度。
1．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
（1）实验中，必要的措施是________。
A．开始时小车要靠近打点计时器
B．小车的质量要远大于钩码的质量
C．要平衡小车与长木板间的摩擦力
D．实验室要先接通电源，同时放开小车
提升·必备题型归纳
考向1 利用纸带求瞬时速度和加速度
A
（2）实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.42cm，s2=4.84cm，s3=6.27cm，s4=7.68cm，则小车的加速度a＝_________________m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打C点时小车的速度vc=___________m/s。（结果均保留三位有效数字）
提升·必备题型归纳
考向1 利用纸带求瞬时速度和加速度
1.42
0.556
提升·必备题型归纳
2．在“研究小车做匀变速直线运动”的实验中，电源频率为50Hz。如图为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G 为相邻的计数点，在相邻计数点之间还有4个点未画出。
（1）打点计时器是测量___________的仪器，实验所用电源为___________（选填“直流电”或“交流电”）；相邻计数点之间的时间间隔为___________s；
提升·必备题型归纳
考向2 原型实验误差分析
时间
交流电
0.1
（2）打C点时小车的瞬时速度为vc=___________m/s，小车运动的加速度a=___________m/s2；（结果均保留两位有效数字）
（3）若交流电的频率变为51Hz而未被发觉，则测得的小车的速度值___________真实值（选填“大于”或“小于”）
提升·必备题型归纳
考向2 原型实验误差分析
0.20
0.50
小于
提升·必备题型归纳
02
创新实验方案
PART ONE
夯基·必备基础知识
知识点　实验方案的改进
1.实验器材的改进及速度的测量方法
夯基·必备基础知识
知识点　实验方案的改进
2.获得加速度方法的改进
长木板倾斜,靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)靠重物的拉力获得加速度。
1．某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线；②用游标卡尺测量小球的直径d；③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间 t；④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离l；⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。
提升·必备题型归纳
考向1 创新方案测量瞬时速度和加速度的方法
（1）用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则d=_______mm；某次实验中，测得 t=11.6ms，则小球通过光电门的瞬时速度v=_______m/s（结果保留两位有效数字）。
（2）若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_______（填正确答案标号）。
提升·必备题型归纳
考向1 创新方案测量瞬时速度和加速度的方法
5.00
（3）根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为_______（用题中出现的字母表示）。
0.43
C
提升·必备题型归纳
2．物体在空中下落均会受到空气阻力的作用，某同学利用所学知识测量小球下落过程中受到空气阻力大小，实验装置如图甲所示，铁架台上固定间距相等的5个光电门，该同学的实验操作如下：
提升·必备题型归纳
考向2 创新实验误差分析
（1）首先天平测出小球质量为m，再利用螺旋测微器测出了小球的直径，其示数如图乙所示，则该小球的直径d=_______mm。
（2）将小球由光电门1的正上方无初速度释放，测得小球先后通过5个光电门所用的时间分别为 t1、 t2、 t3、 t4、 t5，其中 t1=0.006s，则小球通过光电门1的速度v1=______m/s（计算结果保留两位有效数字）。
提升·必备题型归纳
考向2 创新实验误差分析
3.800
0.63
提升·必备题型归纳
考向2 创新实验误差分析
小球在光电门1正上方L处具有一定的初速度
无影响
（4）丙图实验描绘的直线不过坐标原点，原因是 ，若相邻光电门的距离不等，对测量的结果是_______（填“有影响”、“无影响”）。
提升·必备题型归纳
PART ONE
真题感悟
（2023年全国甲卷真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。
（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移 x填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为 x和 ，表中 ________cm， ________cm/s。
真题感悟
24.00
80
（2）根据表中数据得到小车平均速度 随时间 t的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点_____。
真题感悟
真题感悟
70.00
59.0
b
2k
提升·必备题型归纳

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