专题05 实验：探究小车速度随时间变化的规律（PPt）2025-2026学年高一上物理必修一人教版2019 期中复习课件专题知识点+习题（20页PPT）

(共20张PPT)
人教版2019 高中物理 必修一
期中复习
专题01 实验：探究小车
速度随时间变化的规律
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实验目的、实验原理和实验器材
探究小车速度随时间变化的规律
实验目的：
(1)进一步练习使用打点计时器。
(2)掌握瞬时速度的测量方法。
(3)能运用v-t图像探究小车速度随时间变化的规律。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验原理：
利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点对应时刻为中间时刻，取与之相邻的两点间的位移，用这段位移的平均速度表示该点的瞬时速度。
用v-t图像表示小车的运动情况：如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
实验器材：小车，细绳，槽码，一端附有定滑轮的长铝板，打点计时器，低压交流学生电源，导线若干，纸带，刻度尺等。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
2
实验步骤
(1)把一端带有定滑轮的长铝板放在桌面上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在铝板上远离定滑轮的一端，如图所示。
(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上数量合适的槽码，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。调节滑轮高度，使细绳与铝板平行。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
(3)使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点，小车靠近滑轮时及时使小车停止，随后关闭电源，再按同样的方法(不改变槽码个数)打出两条纸带。从这三条纸带中选择一条点迹最清晰的，记录为纸带I。
(4)增加一个槽码，重复步骤(3),打出纸带Ⅱ。
(5)在打纸带I的基础上减少一个槽码，重复步骤(3),打出纸带Ⅲ。
(6)实验完毕，整理器材。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
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数据处理
纸带的选取：在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点(位置编号为0),从该点开始，每5个计时点取1个计数点进行测量，两相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
采集数据：测量数据时通常不直接测量两个计数点间的距离，而是先一次性测出各个计数点到计时起点的距离x 、x 、x3、x4、…,然后计算出相邻的两个计数点间的距离。△x =x ,△x =x -x ,△x =x -x ,△x =x -x ,△x =x -x 。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
计算速度：用平均速度代替各计数点的瞬时速度，有vn=△xn+△xn-1/2T,,将得到的各计数点的瞬时速度填入表中。
作v-t图像:以速度w为纵轴、时间t为横轴建立平面直角坐标系，根据表中数据在坐标系中描点，观察点的分布规律，然后用一条平滑的图线“拟合”这些点，作出描述小车运动的》一图像，如图。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验结论：实验得出小车运动的v一图像是一条倾斜的直线，当时间增加相同的值△时，速度也会增加相同的值△v0由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。
误差分析
偶然误差：(1)纸带上计数点间距测量有误差，故要多测几组数据，求平均值，以减小误差。(2)作图有误差，因此在描点时最好用坐标纸，并在纵、横坐标轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。
系统误差：(1)纸带运动时所受摩擦不均匀引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长铝板平行，同时选择符合要求的交流电源。(2)铝板的粗糙程度并非完全相同，为减小误差可在铝板上铺一层白纸或换用气垫导轨。
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知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
创新实验方法
滴水计时，相邻两水滴间时间间隔相同，可研究小车的运动情况。
小球在重力作用下沿斜面滚下，用频闪照相机记录小球的运动情况。
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知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
小车在重力作用下沿斜面滑下，通过打点计时器记录小车的运动情况。
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
例题：某同学水平拉动纸带，使用电源频率为50Hz的打点计时器在纸带上打出一系列的点。下列说法正确的是（　 　）
A．打1000个点需时1s
B．该打点计时器使用的是直流电源
C．打相邻两点的时间间隔为0.02 s
D．点迹密集的地方表示纸带的运动速度较小
解：A、打点计时器使用交流电源，当电源频率是50Hz时打相邻点的时间间隔是0.02s,打1000个点需要20s,故A错误，B错误，C正确；
D、点迹密集的地方代表相同时间通过的位移小，所以速度小，故D正确。
故选：CD。
CD
知识点一
实验：探究小车速度随时间变化的规律
如图2-1-1所示，纸带上已标注各计数点1、2、3、4、5、…,所对应的速度分别是V 、V 、U 、V4、V …,T为相邻两计数点间的时间间隔。
知识点二 利用打点计时器求加速度
用运动学公式求加速度
方法1：利用两点速度求加速度，适用于已知两点的速度及时间间隔的情况。
各相邻计数点间的加速度分别是
a1=v2-v1/T,a2=v3-v2/T,a3=v4-v3/T,……,an=vn+1-vn/T
求加速度的平均值
a=a1+a2+……+an/n=(v2-v1)+(v3-v2)+……+(vn+1-vn)/nT=vn+1-v1/nT
1
知识点二 利用打点计时器求加速度
方法2：公式法求加速度，适用于已知多点速度的情况。
分别以1、4,2、5,3、6等点的速度计算加速度，即
a1=v4-v1/3T,a2=v5-v2/3T,a3=v6-v3/3T,
则a=a1+a2+a3/3=(v4-v1)+(v5-v2)+(v6-v3)/9T=(v4+v5+v6)-(v1+v2+v3)/9T
方法3：逐差法，直接利用位移求加速度，不需再另外计算各点速度。
若共有7个计数点，相邻两计数点之间的距离为△x 、△x 、△x 、△x 、△x 、△x 。则加速度为a=△x6+△x5+△x4-△x3-△x2-△x1/9T2
知识点二 利用打点计时器求加速度
由v-t图像求加速度
由多组数据描绘出v-t图像，v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，但一定要注意斜率不能由k=tanα来求，而一定要运用k=△v/△t求解。
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知识点二 利用打点计时器求加速度
1．（2025秋 滨湖区校级期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低
B．使用刻度尺测量长度时，不必估读
C．使用刻度尺测量长度时，要估读到最小刻度的下一位
D．作v﹣t图时，所描曲线必须经过每一个点
解：A、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，长木板不一定要水平摆放，故A错误。B、使用刻度尺测量时，需要估读，估读到最小刻度的下一位，故B错误，C正确。D、做v﹣t图线时，将偏离比较远的点可以舍去，故D错误。故选：C。
C
考点1
探究小车速度随时间变化的规律
2．（2025秋 山阳区校级期中）当纸带与运动物体连接时，打点计时器接通频率恒定的电源在纸带上打出一系列点迹．下列关于纸带上点迹的说法中，正确的是 （　　）
A．点迹越密集，说明物体运动越快
B．点迹越密集，说明物体运动越慢
C．点迹越密集，说明振针打点越快
D．点迹越密集，说明振针打点越慢
解：打点计时器是一种使用交流电源的仪器，它记录了物体在不同时刻的位置，其打点周期与所使用交流点的周期相同，与打点的密集程度无关，点迹越密集，说明物体运动的越慢，故ACD错误，B正确。
故选：B。
B
考点1
探究小车速度随时间变化的规律
3．（2025秋 南通期中）在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中，接通电源与释放纸带让纸带（随小车）开始运动，这两项操作的先后顺序是（　　）
A．先释放纸带，后接通电源
B．先接通电源，后释放纸带
C．释放纸带的同时接通电源
D．先接通电源或先释放纸带都可以
解：实验中为了有效利用纸带，同时让打点稳定，应该先接通电源，后释放纸带，故B正确ACD错误。
故选：B。
B
考点1
探究小车速度随时间变化的规律
4．（2025秋 庐江县校级期中）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是（　　）
A．位移 B．速度 C．加速度 D．平均速度
解：A、位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就得了，故A正确。
B、瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式，故B错误。
C、运动物体的加速度可以利用逐差法或者速度﹣时间图象得出，故C错误；
D、平均速度的求解需要运用物理公式，故D错误。
故选：A。
A
考点1
探究小车速度随时间变化的规律