1、實用文案第一節探究小車速度隨時間變化的規律【實驗基礎知識】、實驗原理與操作文案大全1 .兩種打點計時器(1)作用：計時儀器，當所用交流電源的頻率f= 50 Hz時，每隔0.02 s打一次點。電磁打點計時器：6 V以下交流電源220 V交流(2)工作條件.人,代41口口 電火化計時器:I電源2 .判斷物體是否做勻變速直線運動的方法設x1、x2、x3、x4為紙帶上相鄰兩個計數點之間的距離，假如Ax= x2 x1 = x3 x2=x4X3 =常數，則與紙帶相連的物體做勻變速直線運動。3 .注意事項(1)平行：紙帶和細繩要和木板平行。(2)兩先兩后：實驗中應先接通電源， 后讓小車運動；實驗完畢應先斷開

2、電源后取紙帶。(3)防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。(4)減小誤差：小車的加速度要適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在25 50 cm的紙帶上清楚地取出 67個計數點為宜。二、數據處理與誤差分析4 .實驗數據的處理(1)由紙帶求物體運動速度：根據勻變速直線運動某段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度，Vn= *；1。(2)利用紙帶求物體加速度逐差法：根據 X4X1 = X5 X2 = X6X3=3aT2(T為相鄰兩計數點之間的時間間隔)，求小X4X1X5X2X6X3 工苗,MW%/古ai + a2 + a3 1出 a1 =q

3、-j-2,a2=q-j-2,a3=q-j-2,再算出 21、a2'a3 的干均值a="= 73 I3 13 133|X4 X1 X5X2 X6X3、 (X4+X5+h) (X1+X2+X3)、3T2+ 3T2+ 3T21=9T2,即為物體的加速度。 3 I 313 1，9 I圖像法：如圖實I 1所示，以打某計數點時為計時起點，利用Vn=XnH2；+1求出打各點時的瞬時速度，描點得v-t圖像，圖像的斜率即為物體做勻變速直線運動的加速度。5 .誤差分析(1)偶然誤差：紙帶上計數點間距測量有偶然誤差，故要多測幾組數據，以盡量減小誤差。用作圖法做出的v-t圖像并不是一條直線。為此在描

4、點時最好用坐標紙，在縱、橫軸 上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點。(2)系統誤差：紙帶運動時摩擦不均勻，打點不穩定引起誤差，所以安裝時紙帶、細繩要與長木板平行, 同時選擇符合要求的交流電源的電壓及頻率。6 .注意事項(1)紙帶選取：選擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點密集部分，適當選取計數點。(2)準確作圖：在坐標紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏，而導致誤差過大)，仔細描點連線，不能連成折線，應作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上， 落不到直線上的各點應均勻分布在直線的兩側。【典型例題分析】考點一實驗原理與操作911研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖實甲所示其中斜面傾角。可調，打

5、點計時器的工作頻率為 50 Hz,紙帶上計數點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。部分實驗步驟如下：A.測量完畢，關閉電源，取出紙帶B.接通電源，待打點計時器工作穩定后放開小車C.將小車停靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連D .把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是： 。(用字母填寫)(2)圖乙中標出的相鄰兩計數點的時間間隔T=s；(3)計數點5對應的瞬時速度大小計算式為V5=；(4)為了充分利用記錄數據，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a =答案(1)DCBA (2)0.1S4+ s5,、S6+s5+s4s3s2S1丁9T。針對訓練1

6、 . (2018合肥檢測)某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動。導學號：82210078實驗步驟如下:A.安裝好實驗器材B.讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數點，如圖乙中a、b、c、d等點C.測出 XI、X2、X3 結合上述實驗步驟，請你繼續完成下列任務:(1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙 卜小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下列儀器和器材中，必須使用的有 。(填選項代號)A .電壓合適的50 Hz交流電源B.電壓可調的直流電源C.停表D.刻度尺E.天平F.重

7、錘G.彈簧測力計(2)如果小車做勻加速運動， 所得紙帶如圖實I 3乙所示，則X1、X2、X3的關系是 已知打點計時器打點的時間間隔是t,則打c點時小車的速度大小是 。解析(1)實驗中打點計時器要使用 50 Hz的低壓交流電源；測量 Xi、X2、X3要使用刻度尺；實驗中無需使用停表、天平、重錘和彈簧測力計，故選 A、D。(2)因小車做勻加速直線運動，所以相鄰相等時間內的位移之差是恒量，故X3-X2=X2 Xi； c點是bd段的時間中點，則 c點的瞬時速度等于該段的平均速度，即X2 + X3X2 + X3,.X2 + X3答案 (1)AD(2)X3X2=X2X1 考點二實驗數據的處理A、 B、 C

8、、 D、 E 為T=0.1 s。單也寓E例題2:實驗中，如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中 相鄰的計數點，相鄰計數點間的時間間隔根據紙帶可判定小車做 運動。(2)根據紙帶計算各點瞬時速度：VD=m/s, Vc=m/s, Vb=m/s。在如圖實I 5所示坐標中做出小車的v-t圖線，并根據圖線求出a=(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義是 解析 根據紙帶提供的數據可知XBCxAB= xCD xBC= xDE - xCD = 12.60 cm ,故小車做勻加速直線運動。(2)根據vt= v可知2vd =vc =(105.6027.60) X 10 20.2m/s= 3.90 m/

9、s(60.30 7.50) X 100.2227.60 X 102m/s= 2.64 m/sVB 0.2m/s= 1.38 m/s描點連線得如圖所示 v-t圖線,根據圖線斜率知 a= 12.60 m/s2(3)圖線與縱軸交點的速度的物理意義是零時刻小車經過A點的速度。答案勻加速直線(2)3.90 2.64 1.38見解析圖 12.60 m/s2 (3)零時刻小車經過A點的速度。針對訓練2. (2016天津理綜)某同學利用圖裝置研究小車的勻變速直線運動。(1)實驗中，必要的措施是。A.細線必須與長木板平行B.先接通電源再釋放小車C.小車的質量遠大于鉤碼的質量D.平衡小車與長木板間的摩擦力(2)他

10、實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數點如圖實I 7所示(每相鄰兩個計數點間還有 4個點，圖中未畫出)。5=3.59 cm, S2= 4.41 cm, S3= 5.19 cm, 84= 5.97 cm, S5= 6.78 cm, &= 7.64 cm。則小車的加速度 a =m/s2(要求充分利用測量的數據)，打點計時器在打B點時小車的速度 vb =m/s。(結果均保留兩位有效數字 )/AH C Df G ')解析(1)若細線與長木板不平行，隨著小車逐漸靠近滑輪，細線與水平方向的夾角增 大，小車所受合力隨之變化，因此小車的加速度發生變化，

11、即小車不做勻變速直線運動，故 細線必須與長木板平行，A選項必要。先接通電源，待打點計時器穩定工作后再釋放小車，點跡按勻變速運動規律顯現在紙帶上；若先釋放小車再接通電源，則開始階段點跡不規律， 誤差較大，故 B項必要。該實驗研究小車的勻變速直線運動，與小車所受到的合力及合力 大小的計算無關，故 C、D項不必要。(2)交流電的頻率為f=50 Hz,相鄰兩計數點間的時間間隔t=0.1 s,由逐差法可求小車的加速度。 ,、，、 . 一一2(S6 + S5 + S4) (S3+S2+&)(20.39 13.19) X 1022a=9W"m/S =0.80 m/S，一一一一2S1 + S

12、2(3.59+4.41) X 10 2vb = - =m/S = 0.40 m/S。2t2X0.1答案 (1)AB(2)0.80 0.40考點三實驗的改進與創新本實驗可以從實驗裝置和數據處理方案兩個方面進行改進和創新。實驗裝置的創新由小車的彥打點計時器1山沿斜面方向的分力提4光電門光電門 越是*都線g林料輪|* TI D眼物由遮光片的寬度d和遮光片擋光供動力時間At求速度v=-dAt數據處理方案創新1 .利用光電門：由v=求速度，然后由速度位移關系求加速度。2 .利用紙帶或頻閃照相測得運動的位移和時間：(1)若初速度為零，則 x= %t2,因此做出xt2圖線，圖線斜率的2倍即為物體的加速度。

13、.一1 2 一x1(2)右物體的初速度不為零， 則x= v0t+2at ,可得彳=丫0+,3因此做出x t圖線，圖線斜率的2倍即為物體的加速度。例題3光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖實甲所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來。現利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門 1、2各

14、自連接的計時器顯示的擋 光時間分別為1.0X10-2s和4.0X10-3s。用精度為0.05 mm的游標卡尺測量滑塊的寬度d,其示數如圖丙所示。(1)滑塊的寬度 d =cm ;(2)滑塊通過光電門1時的速度V1 =m/s,滑塊通過光電門2時的速度 v2 =m/so (結果保留兩位有效數字)(3)由此測得的瞬時速度 V1和V2只是一個近似值，它們實質上是通過光電門1和2時的,要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將 的寬度減小一些。解析(1)d= 10 mm + 0.05 mm x 2= 10.10 mm = 1.010 cm。一2m/s= 1.0 m/sd 1.010X 10(2)v1=t1=

15、 1.0X10 2_d v212一 21.010X 10一34.0 X 10m/s= 2.5 m/s(3)vi、V2實質上是通過光電門1和2時的平均速度，要使瞬時速度的測量值更接近于真 實值，可將滑塊的寬度減小一些。答案(1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度 滑塊例題4:某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究小車在光滑斜面上勻加速下滑的運動規律。先從斜面高處靜止釋放小車， 隨后才開啟位移傳感器(一種測量物體離開傳感器距離的工具， 以開啟瞬間記為t=0)測量小車與傳感器間距 x與時間t的關系。但是由于操作失誤，本應 在計算機屏幕上顯示的 x-t圖像被改為Xt-t圖像，實驗結果如圖乙所示。根據此圖像：(1)t=0.4 s末，小車與傳感器間距x=;(2)傳感器開啟瞬間小車運動的速度vo=；(3)小車的加速度大小約為。(結果均保留兩