【物理教案】2021江苏高考物理：第一章实验一　速度随时间变化的规律

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实验一　速度随时间变化的规律
一、基本原理与操作
二、数据处理与分析
1.匀变速直线运动的判断
(1)如图 1所示，0、1、2…为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3、…为相邻两
计数点间的距离，若 Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，即两连续相等的时间
间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
图1
(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的
v
－t图象。若
v
－t图线是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直
线运动。
2.速度、加速度的求解方法
“平均速度法”
求速度
即
v
n＝
x
n
＋
x
n
＋
1
2
T
，如图 2所示
图2
“逐差法”求加
速度
即a1＝
x
4
－
x
1
3
T
2
，a2＝
x
5
－
x
2
3
T
2
，a3＝
x
6
－
x
3
3
T
2
，然后取平均值，即
a
－
＝
a
1
＋
a
2
＋
a
3
3
，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度
“图象法”求加
速度
即由“平均速度法”求出多个点的速度，画
v
－t图象，直线的
斜率即表示加速度
�认识“两种仪器”
1.作用：计时仪器，接频率为 50 Hz 交变电流，每隔 0.02 s 打一次点
2.
工
作
条
件
{
电
磁
打
点
计
时
器
：
4
～
6
V
交
流
电
源
电
火
花
计
时
器
：
2
2
0
V
交
流
电
源
�区别“两种点”
1.计时点和计数点的比较
计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为 0.02 s；计
数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选
择的个数而定，如每 5个点取一个计数点和每隔 4个点取一个计数点，时间间隔
都是 0.1 s。
2.纸带上相邻的两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计时点越稀疏。
�注意事项
1.平行：纸带和细绳要和木板平行。
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
纸带。
3.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。
4.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。
5.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，让各点尽量落到
这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
热点一　实验原理与实验操作
【例 1】 (2019·南通、盐城联考)在探究小车速度随时间变化规律实验中：
(1)操作步骤中释放小车和接通电源的先后顺序应该是________。
A.先释放小车后接通电源
B.先接通电源后释放小车
(2)某同学获得一条点迹清楚的纸带，如图 3所示，已知打点计时器每隔 0.02 s 打
一个点，该同学选择了 0、1、2、3、4、5、6七个计数点，每相邻两个计数点间
还有四个点图中没有画出。测量数据如图 3所示，单位是 mm。
图3
(a)根据________(填公式)可判断小车做________运动；
(b)计算小车通过计数点 3的瞬时速度为________；小车通过计数点 5的瞬时速度
为________；(保留 3位有效数字)
(c)小车的加速度为________(保留 2位有效数字)。
解析　(1)采取先接通电源后释放小车。因为保证从速度为零开始计时，便于之后
选取计数点；其次就是测量时间很短无法保证人能在合适时间开启电源，同时为
了提高纸带的利用率，使纸带上尽量多的打点，故 A错误，B正确。
(2)根据纸带数据，有：
x2－x1＝69.0 mm－37.5 mm＝31.5 mm;
x3－x2＝100.5 mm－69.00 mm＝31.5 mm
x4－x3＝131.5 mm－100.5 mm＝31.0 mm；
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