資源簡介

實驗1 探究小車速度隨時間變化規律
一、實驗裝置圖
二、實驗儀器
打點計時器、電源、紙帶、小車、細繩、鉤碼
三、實驗步驟
1、固定好打點計時器，接好電源，安裝小車、細繩、鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面。
2、把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車。
3、小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶。
4、更換紙帶重復實驗三次，選擇一條比較理想的紙帶進行測量、分析。
三、誤差分析
（1）紙帶與限位孔摩擦不均勻造成系統誤差。
（2）測量、讀數、作圖的偶然誤差。
四、注意事項
1、細繩盡可能與木板平行，以確保細繩對小車的拉力不變。
2、開始釋放小車時，小車應盡量靠近打點計時器。
3、小車的加速度應適當大一些，以能在紙帶長約50cm的范圍內清楚地取7~8個計數點為宜。
4、不要分段測量各段位移，應盡可能地一次測量完畢（可先統一量出各計數點到計數起點0的距離），按精度要求進行讀數。
五、高頻考點判斷（下列關于“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗對的打“√”，錯的打“×”）
1、需要將導軌遠離滑輪的一端適當墊高（ ）
2、懸掛的槽碼質量應遠小于小車的質量（ ）
3、在小車運動結束后，先關閉打點計時器再取下紙帶（ ）
4、長木板一定要略為傾斜（ ）
5、電磁打點計時器接220V交流電源（ ）
6、小車靠近打點計時器，放開小車再打開電源開始打點（ ）
7、小車拖動紙帶的同時打開電源（ ）
8、紙帶上打點越密集的地方速度越大（ ）
9、實驗過程中不需要平衡小車受到的阻力（ ）
10、電磁打點計時器是一種測量點跡距離的儀器（ ）
11、實驗用的槽碼質量可以大于小車的質量（ ）
12、電火花計時器應該選用 220V 交流電源（ ）
13、選擇計數點時，必須從紙帶上打下的第一個點開始（ ）
14、若連接槽碼和小車的細線與軌道不平行，應將軌道的一端墊高（ ）
15實驗時必須通過調節軌道左端的滑輪以讓細線和軌道平行（ ）
16、實驗時必須把軌道右端抬高以補償阻力，但不需要滿足槽碼的質量遠小于小車的質量（ ）
17、為了提高實驗的精度，本實驗需要改變車中砝碼的個數以改變運動小車的質量，獲得多組數據（ ）
18、先釋放小車，再接通電源（ ）
19、將接好紙帶的小車停在靠近長木板滑輪處（ ）
20、將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處（ ）
六、典型例題
【例題1】（2024年3月·杭州二模）如圖所示，是“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗裝置。
（1）該實驗中，下列操作步驟必要的是_______
A．需將導軌遠離滑輪的一端適當墊高
B．懸掛的槽碼質量應遠小于小車的質量
C．小車運動結束后，先關閉打點計時器再取下紙帶
（2）如圖所示，是某次正確操作后得到的紙帶，已知打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz，由此可測得紙帶上打B點時小車的速度為_______m/s（保留兩位有效數字）。
（3）如圖所示，某同學將正確操作得到的紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條。再把這些紙條并排貼在一起，使這些紙條下端對齊，作為時間坐標軸，將紙條左上端點連起來，得到一條直線。則該直線_______。
A．可以表示小車位移—時間圖像
B．可以表示小車速度—時間圖像
C．與時間軸夾角的正切為速度大小
D．與時間軸夾角的正切為加速度大小
（4）利用該裝置還可以做的實驗有_______（多選）
A．探究加速度與力、質量的關系
B．利用打點計時器測量小車的平均速度和瞬時速度
C．補償阻力后，利用小車下滑過程驗證機械能守恒定律
【例題2】（2022年12月·臺州三模）在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，如圖1，某同學將打點計時器接在的電源上。在打出的紙帶上每5個點取一個計數點，共取了1、2、3、4、5、6六個計數點，如圖2。
（1）圖1中打點計時器所接的電源為_______（選填“”或“”）交變電源；
（2）圖2中計數點2的讀數為_______；
（3）打下圖2中計數點3時，小車的速度大小為_______m/s；（結果保留2位有效數字）
（4）該同學從每一個計數點處將紙帶剪開分成幾段，將這些紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在坐標系中，如圖3所示，最后將紙條上端中心連起來，于是得到v- t圖像，用該圖像探究小車速度隨時間變化的規律是否可行？_______（選填“可行”或“不可行”）。
七、針對訓練
1、在“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗中，得到一條紙帶，截取其中點跡清晰的一段，并標注了A、B、C、D、E、F、G共7個計數點（每兩個點跡標注一個計數點），其中計數點E周邊的點跡如圖所示。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz。
（1）取計數點A對應時刻為0時刻，將E點對應的速度在如圖所示的坐標紙上描出（其中B、C、D、F四個點相應的速度已完成描點），并擬合圖線________。
（2）根據擬合的圖線可得小車運動的加速度a=________m/s 。
2、小明同學利用圖1所示裝置做“探究加速度與力、質量的關系”實驗。
（1）對于該實驗，下列說法正確的是___________（多選）
A．每次改變小車質量后，都需重新補償阻力
B．為了減小實驗誤差，槽碼的質量應遠小于小車質量
C．處理數據時，在紙帶上必須連續5個計時點選取一個計數點
D．補償阻力時，應取下細線與槽碼，而小車后面的紙帶需穿過限位孔
（2）用該實驗裝置還能完成的實驗是___________
A．探究平拋運動的特點 B．探究小車速度隨時間變化的規律
C．驗證機械能守恒定律 D．探究兩個互成角度的力的合成規律
3、如圖1所示是“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗裝置圖，該裝置同時也可以完成“探究物體加速度與質量、力的關系”。
（1）用該裝置完成“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗時，下面說法正確的是________（單選）
A.圖中打點計時器應使用8V左右的交流電源
B.實驗時必須通過調節軌道左端的滑輪以讓細線和軌道平行
C.實驗時必須把軌道右端抬高以補償阻力，但不需要滿足槽碼的質量遠小于小車的質量
D.為了提高實驗的精度，本實驗需要改變車中砝碼的個數以改變運動小車的質量，獲得多組數據
（2）某同學利用如圖1所示的裝置進行“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗，實驗中重物始終未落地，最后得到了如圖2所示的速度—時間圖像，根據圖像可以分析出在實驗操作中可能存在的問題是_____（單選）
A.實驗中沒有補償阻力
B.實驗中沒有滿足小車質量遠大于槽碼質量
C.實驗中先讓釋放小車后打開打點計時器
D.實驗中未保持細線和軌道平行
參 考 答 案
高頻考點判斷—答案
1、需要將導軌遠離滑輪的一端適當墊高（ × ）
2、懸掛的槽碼質量應遠小于小車的質量（ × ）
3、在小車運動結束后，先關閉打點計時器再取下紙帶（ √ ）
4、長木板一定要略為傾斜（ × ）
5、電磁打點計時器接220V交流電源（ × ）
6、小車靠近打點計時器，放開小車再打開電源開始打點（ × ）
7、小車拖動紙帶的同時打開電源（ × ）
8、紙帶上打點越密集的地方速度越大（ × ）
9、實驗過程中不需要平衡小車受到的阻力（ √ ）
10、電磁打點計時器是一種測量點跡距離的儀器（ × ）
11、實驗用的槽碼質量可以大于小車的質量（ √ ）
12、電火花計時器應該選用 220V 交流電源（ √ ）
13、選擇計數點時，必須從紙帶上打下的第一個點開始（ × ）
14、若連接槽碼和小車的細線與軌道不平行，應將軌道的一端墊高（ × ）
15實驗時必須通過調節軌道左端的滑輪以讓細線和軌道平行（ √ ）
16、實驗時必須把軌道右端抬高以補償阻力，但不需要滿足槽碼的質量遠小于小車的質量（ × ）
17、為了提高實驗的精度，本實驗需要改變車中砝碼的個數以改變運動小車的質量，獲得多組數據（ × ）
18、先釋放小車，再接通電源（ × ）
19、將接好紙帶的小車停在靠近長木板滑輪處（ × ）
20、將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處（ √ ）
典型例題—答案
【例題1】（1）C （2）0.14~0.16均可 （3）B （4）AB
【例題2】（1）220V （2）3.65~3.70cm均可 （3）0.27~0.28m/s均可 （4）可行
針對訓練—答案
1、（1） （2）2.70~2.90均可
2、（1）BD （2）B
3、（1）B （2）D

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