第二章 课时1　实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）必修 第一册

第二章　匀变速直线运动的研究 课时1　实验：探究小车速度随时间变化的规律 核心 目标 1．掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法，学会利用v－t图像处理、分析实验数据的方法． 2．会利用图像法或逐差法求加速度． 考向1　实验原理和操作的理解 1．实验原理 (1) 通过极限法利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为__中间时刻__取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度． (2) 用v－t图像研究小车的速度变化规律：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是__均匀变化__的． 2．操作注意点 (1) 固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的轴线位置． (2) 滑轮不能过高，细绳应与木板__平行__． (3) 钩码的质量要适中，不能质量太大，也不能质量太小． (4) 小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来． (5) 先接通电源，后让纸带运动． (6) 打点结束后立即关闭电源． 　(2024·江门期末)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，由电火花计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，如图所示，纸带上两相邻计数点间还有四个点未画出，电源的频率为50 Hz． (1) 实验中电火花计时器应选择__A__． A．220 V交流电源 B．电压可调的直流电源 C．8 V交流电源 D．220 V直流电源 (2) 实验过程中，下列操作正确的是__BD__． A．将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端 B．将接好纸带的小车停在靠近电火花计时器一端 C．先释放小车，待小车有较大速度后再接通电源 D．先接通电源，待打点稳定后再释放小车 (3) C点的瞬时速度大小为__0.80__m/s(结果保留两位有效数字)． 解析：(1) 实验中电火花打点计时器应选择220 V交流电源，故选A． (2) 为了充分利用纸带，则应将接好纸带的小车停在靠近电火花计时器一端，A错误，B正确；为了充分利用纸带，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，C错误，D正确． (3) 根据题意可知，相邻两计数点之间的时间间隔t＝5T＝＝0.1 s，再根据匀变速直线运动规律可知C点的瞬时速度大小为vC＝＝＝0.80 m/s． 考向2　数据处理、误差分析 1．数据处理注意事项 (1) 处理纸带时，要分清计时点和计数点，搞清相邻的两个计数点之间的时间间隔T． (2) 纸带上某点的瞬时速度近似等于以此为中心的前、后相邻两点间的平均速度． (3) 标度的选择要结合数据及其分布特点，以使图线在坐标系中的分布合理． (4) 作图时要先判断图像的大体走势，然后用__平滑__曲线(包括直线)“拟合”坐标系中的点，难以落在曲线上的点要大致均匀地分布在两侧，偏离曲线较远的点可略去，注意不可用折线连接． (5) 利用v－t图像求加速度时，应选用直线上相距__较远__的两个点来求直线的斜率，即加速度．不能采用量出直线的倾斜角，然后求出其正切值的方法来计算加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关． 2．误差分析 (1) 木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀． (2) 根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差． 　(2025·揭阳期中)在用打点计时器打出纸带研究小车匀变速直线运动的实验中： 甲 乙 (1) 甲同学选用了如图乙所示的打点计时器，它的工作电源是__A__． A．交流220 V B．直流220 V C．交流约为8 V D．直流约为8 V (2) 下列操作中正确的有__AC__． 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的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．应先释放小车，后接通电源 (3) 乙同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了一条较为理想的纸带，已在纸带上每5个计时点取好了一个计数点，依打点先后编为0、 ... ...