新教材適用2025版高考物理二輪總復(fù)習(xí)第1部分核心主干復(fù)習(xí)專題專題7物理實(shí)驗(yàn)第17講?？剂W(xué)實(shí)驗(yàn)題型2紙帶類實(shí)驗(yàn)綜合教師用書

題型2紙帶類試驗(yàn)綜合“長(zhǎng)木板、小車、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”試驗(yàn)裝置中的細(xì)微環(huán)節(jié)及留意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列四個(gè)試驗(yàn)力學(xué)試驗(yàn)中用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的試驗(yàn)主要有4個(gè)，分別是探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，探究動(dòng)能定理，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(2)紙帶數(shù)據(jù)的處理方法(3)平衡摩擦力的兩個(gè)試驗(yàn)及方法驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律和探究動(dòng)能定理兩個(gè)試驗(yàn)均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是墊高有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，給小車一個(gè)初速度，使小車能勻速下滑。(4)四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)①區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要留意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)方法是一樣的。②涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的試驗(yàn)均是先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶。③試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理可借助圖像，充分利用圖像斜率、截距等的物理意義。④小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩上的拉力并不等于懸掛物的重力，只有當(dāng)M車?m掛時(shí)，繩上的力近似等于懸掛物的重力。假如繩上連接著力傳感器或測(cè)力器，則可干脆讀出繩上的拉力，不要求M車?m掛?！舱骖}探討1〕(2024·全國(guó)甲卷)某同學(xué)利用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度與時(shí)間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連，右端用細(xì)繩跨過定滑輪和鉤碼相連，鉤碼下落，帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶。某次試驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示。(1)已知打出圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔均為0.1s，以打出A點(diǎn)時(shí)小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生位移所用時(shí)間和平均速度分別為Δt和eq\o(v,\s\up6(－))，表中ΔxAD＝_24.00__cm，eq\o(v,\s\up6(－))AD＝_80.0__cm/s。位移區(qū)間ABACADAEAFΔx/cm6.6014.60ΔxAD34.9047.30eq\o(v,\s\up6(－))/(cm·s－1)66.073.0eq\o(v,\s\up6(－))AD87.394.6(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車平均速度eq\o(v,\s\up6(－))隨時(shí)間Δt的變更關(guān)系，如圖丙所示。在圖丙中補(bǔ)全試驗(yàn)點(diǎn)。(3)從試驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動(dòng)的eq\o(v,\s\up6(－))－Δt圖線可視為一條直線，此直線用方程eq\o(v,\s\up6(－))＝kΔt＋b表示，其中k＝_70.0__cm/s2，b＝_59.0__cm/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(4)依據(jù)(3)中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到打出A點(diǎn)時(shí)小車速度大小vA＝_b__，小車的加速度大小a＝_2k__。(結(jié)果用字母k、b表示)【答案】(2)見解析圖?！窘馕觥?1)ΔxAD＝ΔxAB＋ΔxBC＋ΔxCD＝24.00cm。eq\o(v,\s\up6(－))AD＝eq\f(ΔxAD,tAD)＝80.0cm/s。(2)如圖所示。(3)連接上圖中各點(diǎn)，由圖像得截距為59，則b＝59.0cm/s，k＝eq\f(80.0－59.0,0.3－0)cm/s2＝70.0cm/s2。(4)由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2得eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，則vA＝b，a＝2k。〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練〕(2024·湖南長(zhǎng)沙模擬)圖甲為“探究加速度與物體所受合外力關(guān)系”的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)中所用小車的質(zhì)量為M，重物的質(zhì)量為m，試驗(yàn)時(shí)變更重物的質(zhì)量，登記測(cè)力計(jì)對(duì)應(yīng)的讀數(shù)F。(1)試驗(yàn)過程中，_不須要__滿意M?m(填“須要”或“不須要”)。(2)試驗(yàn)過程中得到如圖乙所示的紙帶，已知所用溝通電的頻率為50Hz。其中A、B、C、D、E為五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，依據(jù)紙帶供應(yīng)的數(shù)據(jù)，可求出小車加速度的大小為_0.638__m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)當(dāng)重物質(zhì)量合適時(shí)，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F0。更換重物，用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，下列描繪的a－F關(guān)系圖像合理的為_D__?！窘馕觥?1)試驗(yàn)中，細(xì)線對(duì)滑輪和小車的作用力通過測(cè)力計(jì)測(cè)量，不須要滿意M?m。(2)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝eq\f(5,f)＝eq\f(5,50)s＝0.1s依據(jù)逐差法可得小車的加速度為a＝eq\f(xCD＋xDE－xAB－xBC,4T2)＝eq\f(2.67＋3.32－1.40－2.04,4×0.12)×10－2m/s2＝0.638m/s