必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律背景图课件ppt

这是一份必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律背景图课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了先启动电磁，BECDA，答案见解析图，见解析等内容，欢迎下载使用。
必备知识·自主预习储备
关键能力·情境探究达成
 类型一　实验原理与操作【典例1】　在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材。A．电磁打点计时器　B．天平　C．低压交变电源　D．低压直流电源　E．细绳和纸带　F．槽码和小车　G．秒表　H．一端有滑轮的长铝板　I．刻度尺选出的器材有AEFH，还需要________。
[解析]　在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表，测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I。
(2)某同学按照以下步骤进行操作：A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；B．将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，接上电源；C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器；D．断开电源，取下纸带；E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。以上步骤有错误的是___(填步骤前的字母)，应更正为__________________________________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)。
打点计时器，再放开小车
[解析]　以上步骤有错误的是C，应先启动电磁打点计时器，再放开小车；根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA。
 类型二　数据处理与分析【典例2】　(2022·山东潍坊高一检测)某学习小组利用图甲装置研究小车运动的规律。
(1)实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交变电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出)。x1＝4.09 cm，x2＝4.91 cm，x3＝5.69 cm，x4＝6.47 cm，x5＝7.28 cm，x6＝8.14 cm。根据测量数据，分别计算了打点计时器在打B、C、D、E、F点时小车的速度，请将你计算所得的打C点时的速度填入表格。
(2)根据(1)中表格数据，以打A点时为计时起点，在坐标纸中画出小车运动的v-t图像。
[解析]　描点作图如图所示。
(3)根据图像得出打A点时小车的速度为______ m/s。[解析]　由图可得vA＝0.37 m/s。
(4)根据图像求得小车运动的加速度a＝______ m/s2(结果保留一位有效数字)。[解析]　由v-t图线斜率可得a＝0.8 m/s2。
方法技巧　图像法处理数据时的两点注意(1)作图时，画一条直线，要让尽可能多的点分布在直线上，不在线上的点均匀分布在直线两侧，离线较远的点删去，注意不可用折线连接。(2)利用v-t图像求加速度时，应选用直线上相距较远的两个点来求直线的斜率，即加速度。不能采用量出直线的倾斜角，然后求出其正切值的方法来计算加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关。
 类型三　创新实验设计【典例3】　如图甲所示是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图。
1．实验创新思路：测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。
2．实验步骤(1)测速仪发出的超声波信号，图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号。(2)由汽车反射回来的信号，n1、n2分别是P1、P2反射回来的信号。(3)测出P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，已知超声波在空气中传播的速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的。3．数据分析：根据图乙可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是_____m，汽车的速度是_____m/s。
学习效果·随堂评估自测
1．图甲(图中长木板水平固定)是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”。(1)图乙中的实验照片是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在。_______________________________________________________。[解析]　照片A：实验有错误之处，选用蓄电池作为电源。照片B：实验有不合理之处，小车起始点离打点计时器过远。
(2)下列措施有助于减小实验误差的是________。A．选用输出电压稳定性更佳的恒定电源B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行D．实验中满足槽码质量m远小于小车的质量ME．实验前先平衡小车与木板间的摩擦力
[解析]　选用输出电压稳定性更佳的恒定电源，打点计时器不能计时，A错误；选用输出电压变化周期更稳定的交流电源可使打点周期稳定，减小误差，B正确；调节滑轮高度，使拉线与长木板平行，可减小误差，C正确；测定小车的速度不需要满足槽码的质量m远小于小车的质量M，也不需要实验前先平衡小车与木板间的摩擦力，D、E错误。
2．(2022·湖北部分重点高中高一上期中)小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是________。A．电磁打点计时器接在直流电源上了B．小车质量没有远大于槽码质量C．小车离打点计时器过远[解析]　电磁打点计时器应接在交变电源上；不需要小车质量远大于槽码质量；小车应靠近打点计时器的位置，故选A、C。
3．在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50 Hz)。
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12 m/s，此交点的物理意义是___________________________________________。[解析]　此交点表示从A点开始计时时，小车的速度大小为0.12 m/s。
从A点开始计时时，小车的速度大小为0.12 m/s
4．(2022·全国乙卷节选)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t＝0)开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1 s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：
回答下列问题：(1)当x＝507 m时，该飞行器速度的大小v＝________m/s。[解析]　将表格中数据转化如图，则x1＝507 m，x2＝587 m，x3＝665 m，x4＝746 m，x5＝824 m，x6＝904 m，可得x2－x1＝80 m，x3－x2＝78 m，x4－x3＝81 m，x5－x4＝78 m，x6－x5＝80 m，相邻相等时间间隔位移差大小接近，可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动。