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实验1　探究小车速度随时间变化的规律
第一章　运动的描述　匀变速直线运动
一、实验原理
二、注意事项
1.平行：纸带和细绳都要与长木板平行。
2.两先两后：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，后取下纸带。
3.防止碰撞：应让小车在到达长木板末端前停止运动，要防止槽码落地及小车与滑轮相撞。
4.减小误差：小车的加速度要适当大些，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。
5.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集的部分，适当选取计数点。
6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧。
7.区别“两种点”
(1)计时点和计数点：计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，当交流电源频率是50 Hz时，两相邻计时点间的时间间隔为0.02 s；计数点是根据需要选取的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的计时点的个数而定。
(2)纸带上相邻两点间的时间间隔均相同，小车的速度越大，纸带上的计数点越稀疏。
类型一　实验原理与实验操作
1.打点计时器电源要求：电磁打点计时器用“8 V 50 Hz”交流电源，电火花计时器用“220 V 50 Hz”交流电源。
2.实验操作顺序：调木板—安装打点计时器—连接纸带、小车—通电—断电。
3.考查操作的热点问题：先通电再放开小车，先断电再取下纸带。
例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图甲所示。

(1)需要的实验操作有　　　　(多选)。
A.调节滑轮使细线与轨道平行
B.倾斜轨道以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器由静止释放
D.先接通电源再释放小车
ACD
【解析】 (1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，A正确；该实验只要使小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，B错误；为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器由静止释放，先接通电源再释放小车，C、D正确。
(2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为____________ ______________cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为　　　　　　　　　　　　m/s(结果保留三位有效数字)。
2.75(2.73~
~2.78均正确)
1.48(1.46~1.49均正确)
【解析】(2)计数点1的读数为2.75 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，打点周期T=0.02 s，打计数点2时小车的速度大小为v2= m/s≈1.48 m/s。
类型二　数据处理
1.计算时应注意的问题
(1)“相邻两个计数点间有4个点”或“每5个点取1个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。
(2)单位换算：本实验中长度测量数据的单位一般是“厘米”，要换算成“米”。
(3)有效数字：按有效数字的要求取计算结果。
2.减小实验误差的措施
(1)舍弃纸带上点迹密集部分，适当选取计数点。
(2)多测几组数据，用尽量多的数据计算。
(3)将纸带分成等时的两大段处理，与逐差法取平均值结果相同。
(4)作v－t图像时，要适当选取坐标轴的单位长度，使图像分布在坐标平面尽量大的面积上。
例2 某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，利用数码相机的连拍功能研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上由静止释放，将数码相机放在较远处对小车进行连拍，设置每0.12 s拍一张照片，得到图乙所示的照片。现测得连拍照片中，位置A~K到位置A的距离分别如下表所示。
小车在照片中的位置 A B C D E F
照片中各位置到位置A的距离x/cm 0 0.73 1.74 2.85 4.17 5.67
小车在照片中的位置 G H I J K —
照片中各位置到位置A的距离x/cm 7.37 9.24 11.26 13.48 15.77 —
　(1)现测得铝制轨道在照片中的长度为L1 =23.02 cm，实际长度测量如图丙所示(轨道的左端点与刻度尺的零刻度线对齐，轨道的右端点在图中的箭头所示处)，其长度为L2 =　　　　　　　　　　　　　cm。
90.00(89.98~90.01均正确)
【解析】 铝制轨道的实际长度为L2=90.00 cm。
　(2)根据以上信息，可求得小车运动到位置E处时的速度大小v=_______ m/s(结果保留两位有效数字)。
0.46
【解析】小车运动到位置E处时的速度大小vE=× 10－2 m/s≈0.46 m/s。
(3)现用相同的方法求得其他各个位置对应的速度大小，并以位置A处为计时起点，在坐标纸上描绘了部分数据点(如图丁所示)。请在图中描出位置E的速度信息并画出小车速度随时间变化的图像，可得小车的加速度大小a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。
见解析图
0.48
【解析】小车速度随时间变化的图像如图所示，由图像可知小车加速度大小a= m/s2=0.48 m/s2。
　(4)完成上述实验后，该学习小组利用光电门与数字计时器测量了小车滑过轨道中点的瞬时速度。选用了A、B、C三种宽度分别为 5.00 cm、3.00 cm、1.00 cm的遮光板，则利用　　　　(填“A”“B”或“C”)遮光板测得的结果最接近小车的瞬时速度。
C
【解析】遮光板越窄，测得的结果越接近小车的瞬时速度，故利用C遮光板测得的结果最接近小车的瞬时速度。
例3 用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度，电源频率f=50 Hz。实验获得的纸带如图甲所示。选出0点，每隔4个点取1个计数点，沿各计数点垂直于纸带将纸带剪断；将剪得的几段纸条并排贴在坐标纸上，各纸条紧靠但不重叠；最后将各纸条上端中心位置拟合，得到的v－t图像如图乙所示。
(1)纵坐标5.80×10－1 m/s表示的物理意义是　　　　。
A.打计数点“0”时物体的速度
B.打计数点“1”时物体的速度
C.第1段纸条对应物体的平均速度
D.以上都不正确
C
【解析】 由题意可知，物体通过每一段纸条所用时间T=5×0.02 s=0.1 s，根据匀变速直线运动规律，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，则有v= m/s=5.80×10－1 m/s，可知纵坐标5.80×10－1 m/s表示的是第1段纸条对应物体的平均速度或者第1段纸条中间时刻物体的瞬时速度，C正确，A、B、D错误。
(2)由图乙可知，物体的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留三位有效数字)。
1.60
【解析】由纸条数据可知，第1段纸条中间时刻物体的瞬时速度v1==5.80 ×10－1 m/s，第6段纸条中间时刻物体的瞬时速度v6==13.82×10－1 m/s，物体的加速度大小a= m/s2≈1.60 m/s2。
类型三　测量速度的其他方法
浙江选考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新而知识旧。因此，做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。本实验有以下创新点。
创新角度 实验装置图 创新解读
实验原理 的创新 (1)滑块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度
(2)以挡光片经过光电门的平均速度作为滑块速度
(3)平均速度的大小与挡光片的宽度有关
创新角度 实验装置图 创新解读
实验原理 的创新 (1)物块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度
(2)由纸带确定物块的加速度
(3)结合牛顿第二定律求动摩擦因数
实验器材 的创新 (1)用滴水针头替代打点计时器打纸带
(2)小车在水平桌面上因受到摩擦力而做匀减速直线运动
创新角度 实验装置图 创新解读
实验过程 的创新 (1)铁球靠重力产生加速度
(2)铁球由A门到B门的时间可由数字毫秒计读出
(3)铁球的加速度由－t图线分析得出
例4 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是　　　　　　(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
从右向左
【解析】由于小车在水平桌面上运动时受到阻力作用，小车做减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为　　　m/s，加速度大小为　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字)
0.19
0.038
【解析】滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔T= s= s。根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小vA= m/s≈0.19 m/s。题图(b)中共有5组数据，根据逐差法，舍去中间的一组数据，则加速度
a=
= m/s2
≈－0.038 m/s2。
因此小车的加速度大小为0.038 m/s2。
例5 如图甲所示，点光源位于S位置，右侧为竖直放置的屏幕的横截面，P点是S与屏幕垂直连线的中点。让一个小球从P点由静止释放，光照射小球形成影子，影子在屏幕上的移动情况被数码相机连拍功能拍摄下来。图乙为拍摄到的影子下落过程中的部分图像，已知该数码相机每秒拍摄10次，空气阻力忽略不计。
(1)由图乙可知，影子运动至位置C时的速度为　　　　m/s；此时小球的速度为　　　　m/s。(结果均保留两位有效数字)
3.6
1.8
【解析】根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，可得影子运动至位置C时的速度vC= ×10－2 m/s≈3.6 m/s；根据相似三角形知识可知，此时小球的速度v'=0.5vC=1.8 m/s。
(2)若影子的v－t图像如图丙所示，可求得当地的重力加速度g=_____ (用字母表示)。
【解析】v=2gt，可知k=2g=，解得g=。[实验特训1]　探究小车速度随时间变化的规律
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：
(1)下列操作正确的是　　　　。
A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C.应先释放小车，后接通电源
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(2)某同学用图甲所示的装置测定小车做匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。
①打点计时器打下C点时小车的速度大小为　　　　m/s(结果保留一位小数)。
②由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留一位小数)。
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示，一端装有定滑轮的轨道放在水平桌面上，将小车、细线、槽码、打点计时器、纸带等安装好。
(1)本实验使用的打点计时器如图乙所示，相匹配的电源是　　　　。
　　 　A.　　 B.　　　　 　C.
(2)小郑同学通过正确的实验操作，得到一条图丙所示的纸带。图中各点为打点计时器实际打下的点，0、1、2、3、4是纸带上的5个计数点。实验所用交流电源频率为50 Hz，则打下计数点1时小车的速度为　　　　m/s，小车的加速度为　　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(3)另一实验小组的小兰同学根据实验数据描绘的点如图丁所示，画出小车的速度随时间变化的图像，恰当的是　　　　。
A.
B.
C.　
3.图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置。
(1)该实验中，下列操作步骤必要的是　　　　。
A.将长木板远离滑轮的一端适当垫高
B.悬挂的槽码质量应远小于小车的质量
C.小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带
(2)图乙所示是某次正确操作后得到的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，由此可测得纸带上打B点时小车的速度为　　　　m/s，小车的加速度为　　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(3)如图丙所示，某同学将正确操作得到的纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一起，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，将纸条左上端点连起来，得到一条直线。该直线　　　　　。
A.可以表示小车的位移—时间图像
B.可以表示小车的速度—时间图像
C.与时间轴夹角的正切值为速度大小
D.与时间轴夹角的正切值为加速度大小
(4)利用图甲装置还可以做的实验有　　　　 (多选)。
A.探究加速度与力、质量的关系
B.利用打点计时器测量小车的平均速度和瞬时速度
C.平衡阻力后，利用小车下滑过程验证机械能守恒定律
4.某实验小组的同学充分利用实验室资源，采用不同的实验装置和方法研究匀变速直线运动规律。
(1)第一小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究，物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图甲所示。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，在A、B、C、D、E 5个点中，A、E两点的间距是　　　　cm；在打出C点时物块的速度大小为　　　　m/s(结果保留两位有效数字)，物块下滑的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。
(2)第二小组利用图乙所示装置研究匀变速直线运动规律。
①实验时必要的措施是　　　　(多选)。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于槽码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
②某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图丙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz。分别测出A点到B、C、D、E点的距离为x1、x2、x3、x4，以A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值，并作出－t图像如图丁所示。由图丁求出小车的加速度a=　　　　m/s2，打A点时小车的速度vA=　　　　m/s。(结果均保留两位有效数字)
实验特训1　探究小车速度随时间
变化的规律
1.(1)A　(2)①0.3　②0.4
【解析】 (1)在释放小车前，小车要靠近打点计时器，从而增加纸带上有效点的个数，故A正确；打点计时器应放在长木板远离滑轮的一端，这样释放小车后纸带上才有足够的有效点，故B错误；应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故C错误；电火花计时器应使用220 V的交流电源，电磁打点计时器才使用低压交流电源，故D错误。
(2)①打下C点时，小车的速度为B、D两点之间的平均速度，有vC= m/s=0.3 m/s。
②根据逐差法可得小车运动的加速度大小为
a=
=×10－3 m/s2
=0.4 m/s2。
2.(1)C　(2)0.22　0.40　(3)B
【解析】 (1)本实验使用的打点计时器为电火花计时器，使用220 V交流电源，故选C。
(2)相邻计数点间的时间间隔为T==0.1 s，刻度尺的最小分度值为1 mm，计数点0~4对应的数值分别为0 mm、20.0 mm、44.0 mm、72.0 mm、104.0 mm，匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，则打下计数点1时小车的速度为v1= m/s=0.22 m/s，根据逐差法可得小车的加速度为a=×10－3 m/s2=0.40 m/s2。
(3)在用图像法处理数据时，应使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧，舍弃偏离直线较远的点，并且要将直线延长到与坐标轴相交，故选B。
3.(1)C　(2)0.15(0.14~0.16均正确)　0.59(0.55~0.65均正确)　(3)B　(4)AB
【解析】 (1)该实验不需要平衡摩擦力，即不需要将长木板远离滑轮的一端适当垫高，选项A错误；该实验只需小车加速运动即可，不需要悬挂的槽码质量远小于小车的质量，选项B错误；小车运动结束后，应先关闭打点计时器再取下纸带，选项C正确。
(2)纸带上打B点时小车的速度为vB=×10－2 m/s≈0.15 m/s。小车的加速度为a=×10－2 m/s2=0.59 m/s2。
(3)因为小车通过每段纸条所用的时间都是t=0.1 s，即时间t相等，所以纸条的长度之比等于小车的平均速度之比，而平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得纸条的长度之比等于小车的平均速度之比，还等于小车通过各段纸条中间时刻的瞬时速度之比，则图像可以表示小车的速度—时间图像，故A错误，B正确；时间轴并非反映小车运动的时间，无法通过斜率计算小车的速度和加速度，故C、D错误。
(4)利用图甲所示的实验装置还可以探究加速度与力、质量的关系，只是在这里需要平衡摩擦力和满足悬挂槽码的质量远小于小车的质量，A正确；平均速度和瞬时速度都可以通过打点计时器打出的纸带进行测算，B正确；机械能守恒定律的条件是除重力和系统内弹力做功外，其他力不做功，平衡阻力不等于阻力消失，因此机械能不守恒，C错误。
4.(1)9.30　0.23　0.73　(2)①AB　②5.0　0.40
【解析】 (1)刻度尺的分度值是0.1 cm，则A、E两点的间距为9.30 cm。由于每两个计数点之间还有4个计时点，则相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知vC=≈0.23 m/s。由逐差法得a=≈0.73 m/s2。
(2)①为了使小车做匀变速直线运动，细线必须与长木板平行，故A正确；先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；此实验中小车做匀加速运动即可，没必要使得小车的质量远大于槽码的质量，也没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，故C、D错误。
②由x=v0t＋a得=v0＋at，结合题图丁得a= m/s2，v0=0.40 m/s，解得a=5.0 m/s2。实验1　探究小车速度随时间变化的规律
一、实验原理
二、注意事项
1.平行：纸带和细绳都要与长木板平行。
2.两先两后：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，后取下纸带。
3.防止碰撞：应让小车在到达长木板末端前停止运动，要防止槽码落地及小车与滑轮相撞。
4.减小误差：小车的加速度要适当大些，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。
5.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集的部分，适当选取计数点。
6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧。
7.区别“两种点”
(1)计时点和计数点：计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，当交流电源频率是50 Hz时，两相邻计时点间的时间间隔为0.02 s；计数点是根据需要选取的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的计时点的个数而定。
(2)纸带上相邻两点间的时间间隔均相同，小车的速度越大，纸带上的计数点越稀疏。
类型一　实验原理与实验操作
1.打点计时器电源要求：电磁打点计时器用“8 V
50 Hz”交流电源，电火花计时器用“220 V　50 Hz”交流电源。
2.实验操作顺序：调木板—安装打点计时器—连接纸带、小车—通电—断电。
3.考查操作的热点问题：先通电再放开小车，先断电再取下纸带。
例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图甲所示。
(1)需要的实验操作有　　　　(多选)。
A.调节滑轮使细线与轨道平行
B.倾斜轨道以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器由静止释放
D.先接通电源再释放小车
(2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为　　　　cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为　　　　m/s(结果保留三位有效数字)。
类型二　数据处理
1.计算时应注意的问题
(1)“相邻两个计数点间有4个点”或“每5个点取1个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。
(2)单位换算：本实验中长度测量数据的单位一般是“厘米”，要换算成“米”。
(3)有效数字：按有效数字的要求取计算结果。
2.减小实验误差的措施
(1)舍弃纸带上点迹密集部分，适当选取计数点。
(2)多测几组数据，用尽量多的数据计算。
(3)将纸带分成等时的两大段处理，与逐差法取平均值结果相同。
(4)作v－t图像时，要适当选取坐标轴的单位长度，使图像分布在坐标平面尽量大的面积上。
例2 某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，利用数码相机的连拍功能研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上由静止释放，将数码相机放在较远处对小车进行连拍，设置每0.12 s拍一张照片，得到图乙所示的照片。现测得连拍照片中，位置A~K到位置A的距离分别如下表所示。
小车在照片中的位置 A B C D E F
照片中各位置到位置A的距离x/cm 0 0.73 1.74 2.85 4.17 5.67
小车在照片中的位置 G H I J K —
照片中各位置到位置A的距离x/cm 7.37 9.24 11.26 13.48 15.77 —
　　(1)现测得铝制轨道在照片中的长度为L1 =23.02 cm，实际长度测量如图丙所示(轨道的左端点与刻度尺的零刻度线对齐，轨道的右端点在图中的箭头所示处)，其长度为L2 =　　　　cm。
　　(2)根据以上信息，可求得小车运动到位置E处时的速度大小v=　　　　　m/s(结果保留两位有效数字)。
(3)现用相同的方法求得其他各个位置对应的速度大小，并以位置A处为计时起点，在坐标纸上描绘了部分数据点(如图丁所示)。请在图中描出位置E的速度信息并画出小车速度随时间变化的图像，可得小车的加速度大小a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。
　　(4)完成上述实验后，该学习小组利用光电门与数字计时器测量了小车滑过轨道中点的瞬时速度。选用了A、B、C三种宽度分别为 5.00 cm、3.00 cm、1.00 cm的遮光板，则利用　　　　(填“A”“B”或“C”)遮光板测得的结果最接近小车的瞬时速度。
例3 用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度，电源频率f=50 Hz。实验获得的纸带如图甲所示。选出0点，每隔4个点取1个计数点，沿各计数点垂直于纸带将纸带剪断；将剪得的几段纸条并排贴在坐标纸上，各纸条紧靠但不重叠；最后将各纸条上端中心位置拟合，得到的v－t图像如图乙所示。
(1)纵坐标5.80×10－1 m/s表示的物理意义是　　　　。
A.打计数点“0”时物体的速度
B.打计数点“1”时物体的速度
C.第1段纸条对应物体的平均速度
D.以上都不正确
(2)由图乙可知，物体的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留三位有效数字)。
类型三　测量速度的其他方法
浙江选考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新而知识旧。因此，做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。本实验有以下创新点。
创新角度 实验装置图 创新解读
实验原理 的创新 (1)滑块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度 (2)以挡光片经过光电门的平均速度作为滑块速度 (3)平均速度的大小与挡光片的宽度有关
(1)物块在斜面上靠重力沿斜面的分力与摩擦力的合力获得加速度 (2)由纸带确定物块的加速度 (3)结合牛顿第二定律求动摩擦因数
实验器材 的创新 (1)用滴水针头替代打点计时器打纸带 (2)小车在水平桌面上因受到摩擦力而做匀减速直线运动
实验过程 的创新 (1)铁球靠重力产生加速度 (2)铁球由A门到B门的时间可由数字毫秒计读出 (3)铁球的加速度由－t图线分析得出
例4 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是　　　　　　　　(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为　　　　m/s，加速度大小为　　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字)
例5 如图甲所示，点光源位于S位置，右侧为竖直放置的屏幕的横截面，P点是S与屏幕垂直连线的中点。让一个小球从P点由静止释放，光照射小球形成影子，影子在屏幕上的移动情况被数码相机连拍功能拍摄下来。图乙为拍摄到的影子下落过程中的部分图像，已知该数码相机每秒拍摄10次，空气阻力忽略不计。
(1)由图乙可知，影子运动至位置C时的速度为　　　　m/s；此时小球的速度为　　　　m/s。(结果均保留两位有效数字)
(2)若影子的v－t图像如图丙所示，可求得当地的重力加速度g=　　　　(用字母表示)。
实验1　探究小车速度
随时间变化的规律
类型一
例1　(1)ACD　(2)2.75(2.73~2.78均正确)　1.48(1.46~1.49均正确)
【解析】 (1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，A正确；该实验只要使小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，B错误；为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器由静止释放，先接通电源再释放小车，C、D正确。
(2)计数点1的读数为2.75 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，打点周期T=0.02 s，打计数点2时小车的速度大小为v2= m/s≈1.48 m/s。
类型二
例2　(1)90.00(89.98~90.01均正确)
(2)0.46　(3)见解析图　0.48　(4)C
【解析】 (1)铝制轨道的实际长度为L2=90.00 cm。
(2)小车运动到位置E处时的速度大小vE=×10－2 m/s≈0.46 m/s。
(3)小车速度随时间变化的图像如图所示，由图像可知小车加速度大小a= m/s2=0.48 m/s2。
(4)遮光板越窄，测得的结果越接近小车的瞬时速度，故利用C遮光板测得的结果最接近小车的瞬时速度。
例3　(1)C　(2)1.60
【解析】 (1)由题意可知，物体通过每一段纸条所用时间T=5×0.02 s=0.1 s，根据匀变速直线运动规律，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，则有v= m/s=5.80×10－1 m/s，可知纵坐标5.80×10－1 m/s表示的是第1段纸条对应物体的平均速度或者第1段纸条中间时刻物体的瞬时速度，C正确，A、B、D错误。
(2)由纸条数据可知，第1段纸条中间时刻物体的瞬时速度v1==5.80×10－1 m/s，第6段纸条中间时刻物体的瞬时速度v6==13.82×10－1 m/s，物体的加速度大小a= m/s2≈1.60 m/s2。
类型三
例4　(1)从右向左　(2)0.19　0.038
【解析】 (1)由于小车在水平桌面上运动时受到阻力作用，小车做减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的。
(2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔T= s= s。根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小vA= m/s≈0.19 m/s。题图(b)中共有5组数据，根据逐差法，舍去中间的一组数据，则加速度
a=
= m/s2
≈－0.038 m/s2。
因此小车的加速度大小为0.038 m/s2。
例5　(1)3.6　1.8　(2)
【解析】 (1)根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，可得影子运动至位置C时的速度vC=×10－2 m/s≈3.6 m/s；根据相似三角形知识可知，此时小球的速度v'=0.5vC=1.8 m/s。
(2)由v=2gt，可知k=2g=，解得g=。

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