《2025年优化探究同步导学案高中物理必修第一册人教版》

[例1] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)给出下列器材:
A.电磁打点计时器
B.天平
C.低压交流电源
D.低压直流电源
E.细绳和纸带
F.槽码和小车
G.秒表
H.一端有滑轮的长木板
Ⅰ.刻度尺
本实验要用到的器材除了A、E、F、H外,还需要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木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C(填步骤前的字母),应更正为先启动电磁打点计时器，再放开小车;步骤合理的顺序是BECDA(填步骤前的字母)。

答案： [答案]
(1)C、I
(2)C 先启动电磁打点计时器，再放开小车 BECDA
[解析]
(1)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流电源，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)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。

[例2] 在做“研究匀变速直线运动规律”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打出的纸带如图甲所示,并在其上选取A、B、C、D、E、F、G共七个计数点,每相邻两个计数点间还有四个点(图中没有画出),电火花计时器接220 V、50 Hz的交流电源。他经过测量并计算得到的电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表所示。


(1)设电火花计时器的周期为$ T $,计算打F点时物体的瞬时速度大小的公式为$ v_F = $$\frac{d_{6} - d_{4}}{10T}$(用题中所给字母表示)。
(2)根据表中所给数据,以A点对应的时刻为$ t = 0 $时刻,试在图乙坐标系中作出$ v-t $图像。

(3)利用该图像求得物体运动的加速度$ a = $0.40$ m/s^2 $(结果保留两位有效数字)。

答案：
[答案]
(1)$\frac{d_{6} - d_{4}}{10T}$
(2)图见解析
(3)0.40
[解析]
(1)电火花计时器的周期为T，利用某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度可得，在打F点时物体的瞬时速度大小为$v_{F} = \frac{d_{6} - d_{4}}{10T}$。
(2)根据表中数据，以A点对应的时刻为t = 0时刻，利用描点法作出的v - t图像如图所示。

(3)由v - t图像求得物体运动的加速度为
a = $\frac{\Delta v}{\Delta t}$ = $\frac{0.300 - 0.100}{0.5}$ m/s² = 0.40 m/s²。