第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1實(shí)驗(yàn)思路(1)利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度：各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)前后一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替。(2)利用v­t圖像判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況：以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法畫(huà)出小車(chē)的v­t圖像，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果v­t圖像是一條傾斜的直線，說(shuō)明小車(chē)的速度是均勻變化的。(3)實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、交流電源、紙帶、一端附有定滑輪的長(zhǎng)鋁板、小車(chē)、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、復(fù)寫(xiě)紙、坐標(biāo)紙。2實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖所示，把一端帶有定滑輪的長(zhǎng)鋁板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)鋁板沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路。(2)把小車(chē)放在鋁板上，小車(chē)的一端連接穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接繞過(guò)滑輪系有槽碼的細(xì)繩。(3)把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先接通電源(填“接通電源”或“釋放小車(chē)”)，后釋放小車(chē)(填“接通電源”或“釋放小車(chē)”)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。(4)增減所掛的槽碼(或在小車(chē)上放置重物)，更換紙帶，再做兩次實(shí)驗(yàn)。3數(shù)據(jù)記錄(1)挑選紙帶并測(cè)量為了便于測(cè)量，舍掉紙帶開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，選擇相隔0.1 s(或更短)的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如圖所示，一般不是直接測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而是先測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離x1、x2、x3、x4、x5、x6，再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4，x6x6x5。(2)求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。4數(shù)據(jù)分析(1)作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v­t圖像。(2)分析數(shù)據(jù)得出小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。典型考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)器材和操作1某同學(xué)用如圖所示裝置做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。(1)圖中儀器A叫作_計(jì)時(shí)器，使用220 V_(填“交流”或“直流”)電源，釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)停在_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)儀器A的位置。(2)下列是該實(shí)驗(yàn)中的一部分基本步驟：A釋放小車(chē)，讓小車(chē)帶著紙帶運(yùn)動(dòng)B安裝紙帶C把計(jì)時(shí)器固定好D接通電源，進(jìn)行打點(diǎn)以上步驟的正確順序是_。答案(1)電火花打點(diǎn)交流靠近(2)CBDA解析(1)題圖中儀器A叫作電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用220 V交流電源，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，釋放小車(chē)前，小車(chē)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。(2)步驟的正確順序?yàn)椋合劝延?jì)時(shí)器固定好，安裝紙帶，再接通電源，進(jìn)行打點(diǎn)，之后釋放小車(chē)，讓小車(chē)帶著紙帶運(yùn)動(dòng)，故正確的順序是CBDA。2用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光滑平板、小車(chē)等器材探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，如圖所示是某同學(xué)即將釋放小車(chē)前的實(shí)驗(yàn)裝置圖，該裝置圖中有3處明顯錯(cuò)誤，它們分別是：(1)_；(2)_；(3)_。答案(1)細(xì)線與平板不平行(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是直流電源(3)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前小車(chē)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的距離太遠(yuǎn)解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，所用電源為交流電源，因此題圖中直流電源是錯(cuò)誤的；細(xì)線和平板應(yīng)平行，而題圖中細(xì)線和平板不平行，故需要調(diào)整它們的位置；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以保證在紙帶上打出足夠多的點(diǎn)，有利于數(shù)據(jù)的處理與分析，而題圖中小車(chē)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的距離太遠(yuǎn)，所以此處是錯(cuò)誤的，也應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。典型考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理和誤差分析3(多選)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是()A選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)鋁板做實(shí)驗(yàn)答案ACD解析合理選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，可減小測(cè)量時(shí)間間隔和距離時(shí)的相對(duì)誤差，A正確；若小車(chē)的加速度過(guò)小，會(huì)使點(diǎn)過(guò)于密集，不便于測(cè)量，B錯(cuò)誤；舍去密集的點(diǎn)跡，使用清晰、間隔適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算可減小測(cè)量誤差，C正確；選用光滑、平整程度均勻的長(zhǎng)鋁板可有效降低實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，提高數(shù)據(jù)的可信度，D正確。4在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示為某次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)(A點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn))，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T0.1 s。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(1)根據(jù)_計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，則vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。(2)在如圖乙所示坐標(biāo)系中畫(huà)出小車(chē)的v­t圖線，并根據(jù)圖線求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a_。若當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變?yōu)?0 Hz，但該同學(xué)并不知道，那么做實(shí)驗(yàn)的這個(gè)同學(xué)測(cè)得的物體加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度的物理意義：_。答案(1)打某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度可用打該點(diǎn)時(shí)前后一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替3.902.641.38(2)圖見(jiàn)解析12.6 m/s2偏小(3)表示零時(shí)刻小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度解析(1)打某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度可用打該點(diǎn)時(shí)前后一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替。打D點(diǎn)的瞬時(shí)速度vD390 cm/s3.90 m/s，打C點(diǎn)的瞬時(shí)速度vC264 cm/s2.64 m/s，打B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB138 cm/s1.38 m/s。(2)由(1)中數(shù)據(jù)畫(huà)出小車(chē)的v­t圖線如圖所示，由圖線的斜率可求得小車(chē)的加速度a12.6 m/s2。交流電的實(shí)際頻率為60 Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期T變小，根據(jù)以上公式知真實(shí)的加速度值就會(huì)變大，所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比偏小。(3)將圖線延長(zhǎng)后，與縱軸交點(diǎn)的速度表示零時(shí)刻小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度。- 5 -