2025版高考物理一輪總復習考點突破第1章運動的描述勻變速直線運動的研究實驗1探究小車速度隨時間變化的規(guī)律考點2創(chuàng)新實驗提升

考點2創(chuàng)新試驗提升(實力考點·深度研析)試驗方法的改進1．試驗器材的改進及速度的測量方法(如圖)2．獲得加速度方法的改進靠重物的拉力獲得加速度→長木板傾斜靠重力獲得加速度，如圖甲、乙所示。3．計時方法的改進接受頻閃照相法和滴水法獲得兩點間的時間間隔eq\o(→,\s\up7(替代))打點計時器。4．加速度計算方法的改進(1)由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，由eq\f(x,t)－t圖像的斜率求加速度。(2)依據(jù)v2－veq\o\al(2,0)＝2a·x，由光電門測得v0和v，用刻度尺測得兩光電門間的距離x，可求加速度。?考向1試驗數(shù)據(jù)處理的改進(2024·全國甲卷)某同學利用如圖(a)所示的試驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關系。讓小車左端和紙帶相連。右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次試驗得到的紙帶和相關數(shù)據(jù)如圖(b)所示。(1)已知打出圖(b)中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s。以打出A點時小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生對應位移和平均速度分別為Δx和eq\o(v,\s\up6(－))，表中ΔxAD＝24.00cm，eq\o(v,\s\up6(－))AD＝80.0cm/s。位移區(qū)間ABACADAEAFΔx(cm)6.6014.60ΔxAD34.9047.30eq\o(v,\s\up6(－))(cm/s)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(－))隨時間Δt的變更關系，如圖(c)所示。在圖中補全試驗點。見解析圖(3)從試驗結果可知，小車運動的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＝70.0cm/s2，b＝59.0cm/s。(結果均保留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動，得到打出A點時小車速度大小vA＝b，小車的加速度大小a＝2k。(結果用字母k、b表示)[解析](1)依據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)可得ΔxAD＝xAB＋xBC＋xCD＝6.60cm＋8.00cm＋9.40cm＝24.00cm平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))AD＝eq\f(xAD,3T)＝80.0cm/s。(2)依據(jù)第(1)小題結果補充表格和補全試驗點圖像得(3)從試驗結果可知，小車運動的eq\o(v,\s\up6(－))－Δt圖線可視為一條直線，圖像為此直線用方程eq\o(v,\s\up6(－))＝kΔt＋b表示，由圖像可知其中k＝eq\f(101.0－59.0,0.6)cm/s2＝70.0cm/s2，b＝59.0cm/s。(4)小球做勻變速直線運動，由位移公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，整理得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at即eq\o(v,\s\up6(－))＝vA＋eq\f(1,2)at故依據(jù)圖像斜率和截距可得vA＝b，a＝2k。?考向2試驗器材的改進利用如圖所示的裝置探討勻變速直線運動。(1)試驗時，測出遮光條的寬度d，在砝碼盤中放上砝碼，讓滑塊從光電門1的右側由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計測出遮光條經(jīng)過光電門1和2的時間分別為t1和t2，測出從光電門1到光電門2所用的時間為Δt，計算出滑塊的加速度大小a＝eq\f(\f(d,t2)－\f(d,t1),Δt)(用d、t1、t2和Δt表示)。(2)一個同學利用(1)中的裝置試驗時，保持滑塊的質量、砝碼盤和砝碼的總質量不變，撤去光電門1，在某位置靜止釋放滑塊，記錄滑塊的釋放位置到光電門2的距離，記錄遮光條的遮光時間，多次變更滑塊的釋放位置，重復試驗，記錄下的距離為x1、x2、x3、…，時間為t1、t2、t3、…，以x為縱軸，eq\f(1,t2)為橫軸，描點作圖得到一條過原點的傾斜直線，已知該直線的斜率為k，則滑塊勻變速運動過程中的加速度大小a＝eq\f(d2,2k)(用d和k表示)。[解析](1)遮光條經(jīng)過光電門1和2的速度大小分別為v1＝eq\f(d,t1)，v2＝eq\f(d,t2)，滑塊的加速度大小a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v2－v1,Δt)＝eq\f(\f(d,t2)－\f(d,t1),Δt)。(2)滑塊從靜止起先做勻加速直線運動，有2ax＝eq\b\