xx届高考物理第一轮能力提升复习-实验：研究匀变速直线运动

1 / 8 XX 届高考物理第一轮能力提升复习 :实验：研究匀变速直线运动 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第五课时实验：研究匀变速直线运动 【实验目的】 1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 2学习用打点计时器测定即时速度和加速度。 【实验原理】 1打点计时器 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔打一次点（由于电源频率是 50Hz），因此，纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况 。 2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示， 0、 1、 2 为时间间隔相等的各计数点， s1、s2 、 s3 、 为相邻两计数点间的距离，若s=s2 -s1=s3-s2= 恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 2 / 8 3由纸带求物体运动加速度的方法 （ 1）用 “ 逐差法 ” 求加速度： 根据 s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（ T 为相邻两计数点间的时间间隔），求出、，再算出 a1、 a2、 a3的平均值，即为物体运动的加速度。 （ 2）用 v-t 图法： 先根据，求出打第 n 点时纸带的瞬时速度，后作出 v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。 知识点一测定匀变速直线运动的加速度 1把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示。 2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。 3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车 ，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。 4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，3 / 8 确定好计数始点 0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作 v-t 图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。 【应用 1】（盐城市 08届高三六所名校联考）某同学用如图所示装置测量重力加速度 g,所用交流电频率为 50Hz。在所选纸带上取某点为 0号计数点，然后每 3个点取一个计数点，所以测量数据及其标 记符号如题图所示。 该同学用两种方法处理数据 (T 为相邻两计数点的时间间隔 )： 方法 A： 由 ，取平均值 g=/s2; 方法 B： 由取平均值 g=/s2。 （ 1）从实验装置看 ,该同学所用交流电的电压为 _伏特 ,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是_。 （ 2）从数据处理方法看，在 S1、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6中，对实验结果起作用的，方法 A 中有 _;方法 B 中有_。 因此，选择方法 _（ A 或 B）更合理，这样可以减少实4 / 8 验的 _(系统或偶然 )误差。 （ 3）本实验误差的主要来源有： _（试举出两条）。 导示 :（ 1）从实验装置看 ,交流电的电压为 _220伏特，操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是： _先接通电源后释放纸带。 (2)从数据处理方法看，在 S1、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6中，对实验结果起作用的，方法 A 中有 _S1、 S6;方法 B 中有 S1、 S2、S3、 S4、 S5、 S6。因此，选择方法 _B（ A 或 B）更合理，这样可以减少实验的 _偶然 (系统或偶然 )误差。 (3)本实验误差的主要来源有：重物下落过程中受到阻力；S1、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6长度测量；交流电频率波动；数据处理方法等。 1纸带打完后及时断开电源； 2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约 50cm的范围内清楚地取 7 8 个计数点为宜； 3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔 4 个轨迹点选 1 个计数点，选取的记数点不少于 6 个； 4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点 0 之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。 知识点二数据的记录与处理 【应用 2】（启东 08届高三调研测试）在 “ 利用打点计时器5 / 8 测定匀加速直线运动加速度 ” 的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每 5 点取一个计数点，共取了 A、 B、 c、 D、 E、 F 六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为 a、 b、 c、 d、 e 段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在 xoy 坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示 v-t 关系的图线，从而求出加速度的大小 （ 1）请你在 xoy 坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线 (作答在右图上 )，并指出哪个轴相当于 v轴？答：； （ 2）从第一个计数点开始计时，为求出时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：； （ 3）若测得 a 段纸带的长度为， e 段纸带的长度为，则可求出加速度的大小为 m/s2 导示 :（ 1） v t 图线如图所示； y 轴相当于 v 轴 （ 2） b（ 3） 知识点二拓展与延伸 【应用 3】（ 07年苏锡常镇四市二模。 12）如图（甲）所示，用包有白纸的质量 为的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器当烧6 / 8 断悬挂圆柱棒的线后，在圆柱棒竖直下落的过程中，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图（乙）所示， 设毛笔接触棒时不影响棒的运动测得记号之间的距离依次为、，已知电动机铭牌上标有 “1500r min” 字样，由此研究圆柱棒的运动情况。 （ 1）毛笔画相邻两条线的时间间隔 T s，图（乙）中的圆柱棒的（选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” ）端是悬挂端 （ 2）根据图（乙）所给的数据，计算毛笔画下记号 c 时圆柱棒下落的速度 Vc=m/s,圆柱棒竖直下落的加速度 a m/s2. 导示：（ 1）毛笔画相邻两条线的时间间隔应该等于电动机转动一周的时间即 T；重物下落速度越来越大，故相邻的两条线之间的间隔也越大，故圆柱棒左端是悬挂端； （ 2）根据纸带上的数据计算可得毛笔画下记号 c 时圆柱棒下落的速度 Vc=/s；圆柱棒竖直下落的加速度 a /s2 1一个质点正在做匀加速直线运动，现用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为 1s。分析照片得到的数据，发现质点在第 1 次、第 2 次闪光的时间间隔内移动了2m；在第 3 次、第 4 次闪光的时间间隔内移动了 8m，由此可求得（） A第 1 次闪光时质点的速度 B质点运动的加速度 7 / 8 c第 2 次闪光到第 3 次闪光时间内质点的位移 D质点运动的初速度 2（ XX 年高考天津理综卷 22）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明 A，第六个点下标明 B，第十一个点下标明 c，第十六个点下标明 D，第二十一个点下标明 E。测量时发现 B 点已模糊不清，于是他测得 Ac长为， cD 长为， DE长为，则打 c 点时小 车的瞬时速度大小为 _m s ，小车运动的加速度大小为_m s2， AB 的距离应为 _cm。（保留三位有效数字） 3（如皋市 08 届高三一轮复习测试卷） XX 年 10 月 24日，中国用长征运载火箭成功的发射了 “ 嫦娥一号 ” 卫星右图是某监测系统每隔拍摄的，是关于起始匀加速阶段火箭的一组照片已知火箭的长度为 40m，用刻度尺测量照片上的长度，结果如图所示火箭的加速度 a=_m/s2，火箭在照片中第 2 个像所对应时刻的瞬时速度大小=_m/s 4（广东东莞中学 07 届高三模拟试题。 11）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的 A、B、 c、 D 等几条较为理想的纸带，