实验一研究匀变速直线运动实验解读·核心突破(分类研析·拓展提升(●注意事项1.两先两后: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纸带.2.防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,要防止钩码落地和小车与滑轮相撞.3.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50cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.4.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,而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线.●误差分析1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差.2.作vt图象时出现作图误差.3.电源频率不稳定,造成打点的时间间隔不完全相同.4.长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差.类型一常规实验[例1](2019·全国Ⅰ卷,22)某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所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,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五个点中,打点计时器最先打出的是点.在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字).解析:物块沿倾斜长木板做匀加速直线运动,相等时间内的位移越来越大,在纸带上相邻的计时点间距离应越来越大,则物块跟纸带的左端相连,纸带上最先打出的是A点;在打点计时器打C点瞬间,物块的速度vC==m/s=0.233m/s;根据逐差法可得a==m/s2=0.75m/s2.答案:(1)A(2)0.233(3)0.75[例2](2019·河北邯郸模拟)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器所用电源的频率是50Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再依次选6个点作为计数点,分别标以A,B,C,D,E和F,如图(甲)所示.(1)由实际的纸带测得C,D两点相距2.70cm,D,E两点相距2.90cm,则在打D点时小车的速度是m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中描好点,请在图(乙)中作出小车的v-t图象,并求出小车的加速度a=m/s2.解析:(1)vD==1.4m/s.(2)v-t图象如图所示.由图象的斜率表示加速度得a=m/s2=5m/s2.答案:(1)1.4(2)图见解析5探究匀变速直线运动特点的三个关键点(1)运动性质的判断:看相邻计数点间的距离特点.(2)瞬时速度求解:采用平均速度法求某一点的瞬时速度.(3)加速度的求解:①v-t图象法;②推论法:Δs=aT2;③逐差法.1.(2018·北京卷,21)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.主要实验步骤如下:a.安装好实验器材.接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次.b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A,B,C,D,E,F,…所示.c.通过测量、计算可以得到在打A,B,C,D,E,…点时小车的速度,分别记作v1,v2,v3,v4,v5,….d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示.结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有和(填选项前的字母).A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A,B,D,E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图象.(3)观察v-t图象,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是.v-t图象斜率的物理意义是.(4)描绘v-t图象前,还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δt的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的Δx大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”).解析:(1)打点计时器使用的是频率为50Hz的低压交流电源,故选A,不选B;相邻打点间的时间是已知的,故不选D;计数点间的距离需要用刻度尺测量,故选C;由于不需要知道小车和重物的质量,故不需要天平(含砝码),故不选E.(2)在坐标系中,标出计数点C对应的坐标点,通过标出的各点,作一直线,连线时要让尽量多的点在一条直线上,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,得到其v-t图象如图所示.(3)可以依据v-t图象是倾斜的直线(斜率一定),即小车的速度随时间均匀变化,判断出小车做...
