浙江版2025版高考物理總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)1探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案

PAGEPAGE7試驗(yàn)1探究小車速度隨時(shí)間變更的規(guī)律一、試驗(yàn)原理1.2.二、試驗(yàn)過程三、留意事項(xiàng)1.平行:紙帶和細(xì)繩都要和木板平行。2.兩先兩后:試驗(yàn)中應(yīng)先接通電源,后讓小車運(yùn)動(dòng);試驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源,后取紙帶。3.防止碰撞:在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),要防止鉤碼落地時(shí)小車與滑輪相撞。4.減小誤差:小車的加速度要適當(dāng)大些,可以減小長度的測量誤差,加速度大小以能在約50cm的紙帶上清晰地取出6~7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。5.紙帶選取:選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍棄點(diǎn)密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。6.精確作圖:在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取合適的單位(避開所描點(diǎn)過密或過疏,而導(dǎo)致誤差過大),細(xì)致描點(diǎn)連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線,讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)勻稱分布在直線的兩側(cè)。7.區(qū)分“兩種點(diǎn)”(1)計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的實(shí)際點(diǎn),兩相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s;計(jì)數(shù)點(diǎn)是依據(jù)須要選擇肯定數(shù)目的點(diǎn),兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔由選擇點(diǎn)的個(gè)數(shù)確定。(2)紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔均相同,速度越大,紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)越稀疏?？键c(diǎn)一試驗(yàn)原理與試驗(yàn)操作例1[2024浙江1月選考,17(1),3分]用如圖1所示裝置進(jìn)行“探究功與速度變更的關(guān)系”試驗(yàn)。裝有砝碼的盤用繞過滑輪的細(xì)線牽引小車,盤和砝碼的重力可當(dāng)作牽引力。小車運(yùn)動(dòng)的位移和速度可以由打點(diǎn)紙帶測出,以小車為探討對象,變更砝碼質(zhì)量,便可探究牽引力所做的功與小車速度變更的關(guān)系。圖1①關(guān)于這個(gè)試驗(yàn),下列說法正確的是(多選)。

A.須要補(bǔ)償小車受到阻力的影響B(tài).該試驗(yàn)裝置可以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”C.須要通過調(diào)整定滑輪使細(xì)線與長木板平行D.須要滿意盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量②如圖2所示是兩條紙帶,試驗(yàn)時(shí)打出的應(yīng)是第條(填寫“Ⅰ”或“Ⅱ”)紙帶。

圖2③依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫出的W-v2圖像是一條過原點(diǎn)的直線,據(jù)此圖像(填“能”或“不能”)求出小車的質(zhì)量。

答案①ACD②Ⅱ③能解析①通過本試驗(yàn)裝置驗(yàn)證做功與速度之間關(guān)系的試驗(yàn)時(shí),須要平衡摩擦力,選項(xiàng)A正確;本試驗(yàn)裝置機(jī)械能不守恒,不能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;本試驗(yàn)細(xì)線必需平行于長木板,選項(xiàng)C正確;在滿意盤和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的前提下,小車所受的拉力約等于盤和砝碼總重力,選項(xiàng)D正確。②由于盤和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,因此小車運(yùn)動(dòng)加速度不大,第Ⅰ條紙帶的加速度接近12m/s2,所以第Ⅱ條紙帶為試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。③能?？键c(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.計(jì)算時(shí)應(yīng)留意的問題(1)時(shí)間間隔:“相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出”或“每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的含義:相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s。(2)單位換算:本試驗(yàn)長度測量數(shù)據(jù)一般是“厘米”,要換算成“米”。(3)有效數(shù)字:按有效數(shù)字的要求取計(jì)算結(jié)果。2.減小試驗(yàn)誤差的措施(1)舍棄點(diǎn)密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。(2)多測幾組數(shù)據(jù),用完量多的數(shù)據(jù)計(jì)算。(3)將紙帶分成等時(shí)的兩大段處理,與逐差法取平均值結(jié)果相同。(4)作v-t圖像時(shí),要適當(dāng)選取坐標(biāo)軸的單位長度,使圖像分布在坐標(biāo)平面盡量大的面積上。例2[試驗(yàn)操作與畫圖](2024浙江蕭山模擬)同學(xué)們利用如圖甲所示裝置做“探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的試驗(yàn)。請你完成下列有關(guān)問題:甲(1)試驗(yàn)室供應(yīng)如圖乙、丙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,某試驗(yàn)小組確定運(yùn)用電火花計(jì)時(shí)器,則應(yīng)選用圖(填“乙”或“丙”)中的計(jì)時(shí)器。

(2)另一試驗(yàn)小組運(yùn)用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,如圖丁、戊所示,接線正確的是圖(填“丁”或“戊”)。

丁戊(3)小宇同學(xué)選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行探討,在紙帶上確定出9個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖己所示,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,依據(jù)紙帶信息,紙帶上3、5兩點(diǎn)間距離為cm。

己(4)如圖庚所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)狀況的紙帶,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)),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。由此計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度:則vD=3.90m/s,vC=m/s,vB=1.38m/s,在如圖庚所示的坐標(biāo)系中畫出小車的v-t圖線,并依據(jù)圖線求出a=m/s2。將v-t圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)的物理意義:。

庚答案(1)丙(2)戊(3)3.50(4)2.64見解析圖12.6零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度解析(1)電火花計(jì)時(shí)器不用復(fù)寫紙,圖丙中的計(jì)時(shí)器是電火花計(jì)時(shí)器,圖乙中的計(jì)時(shí)器是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,是運(yùn)用溝通電源的計(jì)時(shí)儀器,工作電壓4~6V,所以接線正確的是圖戊;(3)依據(jù)紙帶信息,紙帶上3、5兩點(diǎn)間距離為:Δx=6.00cm-2.50cm=3.50cm;(4)依據(jù)一段時(shí)間的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vC=(60.30-7.50)×10-20.2由題述數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像如圖所示由圖像斜率知小車的加速度a=ΔvΔt=3.90-1.380.2m/s2將圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)的物理意義是零時(shí)刻小車的速度。針對訓(xùn)練1(2024北京理綜,21,18分)用圖1所示的試驗(yàn)裝置探討小車速度隨時(shí)間變更的規(guī)律。圖1主要試驗(yàn)步驟如下:a.安裝好試驗(yàn)器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2中A、B、C、D、E、F所示。圖2c.通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E點(diǎn)時(shí)小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5。d.以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖3所示。結(jié)合上述試驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù):(1)在下列儀器和器材中,還須要運(yùn)用的有和(填選項(xiàng)前的字母)。

A.電壓合適的50Hz溝通電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝碼)(2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出v-t圖像。圖3(3)視察v-t圖像,可以推斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其依據(jù)是。v-t圖像斜率的物理意義是。

(4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度ΔxΔt表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從理論上講,對Δt的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從試驗(yàn)的角度看,選取的Δx大小與速度測量的誤差((5)早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)當(dāng)是勻稱變更的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí),為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面試驗(yàn)”,反復(fù)做了上百次,驗(yàn)證了他的猜想。圖4請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的學(xué)問,分析說明如何利用伽利略“斜面試驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間勻稱變更的。答案(1)AC(2)如圖所示(3)小車的速度隨時(shí)間勻稱變更加速度(4)越小越好有關(guān)(5)假如小球的初速度為0,其速度v∝t,那么它通過的位移x∝t2。因此,只要測量小