高考物理新一轮复习 实验专题 研究匀变速直线运动课件.ppt

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 实验一研究匀变速直线运动 实验目的1 练习使用打点计时器 学会用打上点的纸带研究物体的运动情况 2 会利用纸带求匀变速直线运动的速度 加速度 3 利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律 并能画出小车运动的v t图象 根据图象求加速度 实验原理 2 判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1 x2 x3 x4 为纸带上相邻两个计数点之间的距离 假如 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 常数 则与纸带相连的物体做匀变速直线运动 3 求物体瞬时速度的方法如图所示 实验器材打点计时器 纸带 一端附有定滑轮的长木板 小车 细绳 钩码 刻度尺 电源 导线 实验步骤1 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 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 2 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 下边挂上合适的钩码 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在小车的后面 实验装置见图 放手后 看小车能否在木板上平稳地加速滑行 3 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 后放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复三次 4 从几条纸带中选择一条比较理想的纸带 舍掉开始一些比较密集的点 在后面便于测量的地方找一个开始点 以后依次每五个点取一个计数点 确定好计数始点 并标明0 1 2 3 4 测量各计数点到0点的距离x 并记录填入表中 5 计算出相邻的计数点之间的距离x1 x2 x3 6 利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1 2 3 4 5的瞬时速度 填入上面的表格中 7 增减所挂钩码数 再做两次实验 数据处理及实验结论1 由实验数据得出v t图象 1 根据表格中的v t数据 在平面直角坐标系中仔细描点 如图可以看到 对于每次实验 描出几个点都大致落在一条直线上 2 做一条直线 使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上 落不到直线上的点 应均匀分布在直线的两侧 这条直线就是本次实验的v t图象 它是一条倾斜的直线 2 由实验得出的v t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律 有两条途径进行分析 1 小车运动的v t图象是一条倾斜的直线如图 当时间增加相同的值 t 速度也会增加相同的值 v 由此得出结论 小车的速度随时间均匀变化 2 既然小车的v t图象是一条倾斜的直线 那么v随t变化的函数关系式为v kt b 所以小车的速度随时间均匀变化 注意事项1 交流电源的电压及频率要符合要求 2 实验前要检查打点的稳定性和清晰程度 必要时要调节振针的高度和更换复写纸 3 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 4 先接通电源 计时器工作后 再放开小车 当小车停止运动时及时断开电源 5 要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点 一般在纸带上每隔四个点取一个计数点 即时间间隔为t 0 02 5s 0 1s 6 小车另一端挂的钩码个数要适当 避免速度过大而使纸带上打的点太少 或者速度太小 使纸带上的点过于密集 7 选择一条理想的纸带 是指纸带上的点迹清晰 适当舍弃开头密集部分 适当选取计数点 弄清楚所选的时间间隔t 8 测x时不要分段测量 读数时要注意有效数字的要求 计算a时要注意用逐差法 以减小误差 改进创新1 用气垫导轨代替长木板 2 用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器 通过以上装置的改进能最大程度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定 使小车尽可能做匀加速直线运动 以提高实验的精确度 2013 高考广东卷 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示 其中斜面倾角 可调 打点计时器的工作频率为50hz 纸带上计数点的间距如图乙所示 其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出 实验步骤和用逐差法处理数据 1 部分实验步骤如下 a 测量完毕 关闭电源 取出纸带 b 接通电源 待打点计时器工作稳定后放开小车 c 将小车停靠在打点计时器附近 小车尾部与纸带相连 d 把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是 用字母填写 2 图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔t s 3 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5 4 为了充分利用记录数据 减小误差 小车加速度大小的计算式应为a dcba 0 1 在做 研究匀变速直线运动 的实验中 1 实验室提供了以下器材 打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 交流电源 复写纸 弹簧测力计 其中在本实验中不需要的器材是 用v t图象处理实验数据 2 如图所示 是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带 纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出 打点计时器打点的时间间隔t 0 02s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 下表列出了打点计时器打下b c f时小车的瞬时速度 请在表中填入打点计时器打下d e两点时小车的瞬时速度 3 以a点为计时起点 在坐标图中画出小车的速度 时间关系图线 4 根据你画出的小车的速度 时间关系图线计算出的小车的加速度a m s2 3 小车的速度 时间关系图线如图所示 答案 见解析 范例科技馆里有一个展品 该展品放在暗处 顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置 在频闪光源的照射下 可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动 如图所示 某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔 用分度值为1mm的刻度尺测量了空中几滴水间的距离 由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为 s g取10m