高考物理总复习 实验一 研究匀变速直线运动配套课件.ppt

实验一 研究匀变速直线运动 1 实验原理 研究物体做匀变速直线运动 最基本的是测出位移和时间的关系 运用匀变速直线运动的规律 对纸带数据进行处理 2 器材与装置 1 器材 小车 细绳 钩码 一端附有定滑轮的长木板 打点计时器 低压交流电源 导线 纸带 米尺 复写纸片 2 装置 按图s1 1所示安装实验仪器 让带有纸带的小车 在重物的拉动下运动 分析实验所得的纸带 图s1 1 3 仪器安装 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 细绳跨过定滑轮 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s1 1所示 放手后 看小车能否在木板上平稳地加速滑行 4 测量与记录 1 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 2 从三条纸带中选择一条比较理想的 舍掉开头一些比较密集的点 从后边便于测量的点开始确定计数点 为了计算方便和减小误差 通常用连续打点五次的时间作为时间单位 即t 0 1s 正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离 并填入设计的表格中 3 利用某一段时间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的瞬时速度 4 增减所挂钩码数 再重复实验两次 5 速度 加速度的求解方法 图s1 2 2 平均速度法 求速度 得到如图s1 3所示的纸带 相邻两点的时间间隔为t n点的瞬时速度为vn 图s1 3 3 图象法 求加速度 即由 平均速度法 求出多个点的速度 画出如图s1 4所示的v t图象 直线的斜率即加速 度 图s1 4 1 开始时要把小车停在打点计时器处 再让小车运动 以 便在纸带上打下足够的点 2 先接通电源再放开小车 3 选择点迹清晰的纸带 在纸带上选择点间间隔较大的一 段内的点作为计数点 并做好标记供分析用 4 将纸带平放在水平桌面上 用米尺测量任一计数点到基 准点间的距离并做好记录 分段测量会增大误差 5 小车的加速度宜适当大些 可以减小长度测量误差 一般能在约50cm的纸带上清楚取7 8个计数点为宜 6 纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦 自主检测 1 图s1 5是某同学测量匀变速直线运动的加速度时 从若干纸带中选中的一条纸带的一部分 他每隔4个点取一个计数点 图上注明了他对各计数点间距离的测量结果 所接电源是频率为50hz的交流电 图s1 5 1 两个相邻计数点间的时间间隔 t s 2 物体的加速度的计算式a 加速度a m s2 3 计算打下计数点b时小车的速度vb m s 解析 1 该打点计时器所接的电源是频率为50hz的交流电 纸带上的计数点每隔4个点取一个 即两个相邻计数点间有5段相等的时间间隔 所以两个相邻计数点间的时间间隔 t 5 150 s 0 1s 3 由于该物体做匀变速直线运动 因此 打计数点b时物体的速度等于ac段平均速度 即 答案 1 0 1 3 0 518 2 在 研究匀变速直线运动 的实验中 打点计时器使用的交流电源的频率为50hz 记录小车运动的纸带如图s1 6所示 在纸带上选择6个计数点a b c d e f 相邻两计数点之间还有4个点未画出 各点到a点的距离依次是2 0cm 5 0cm 9 0cm 14 0cm 20 0cm 图s1 6 1 根据学过的知识可以求出小车在b点的速度为vb m s ce间的平均速度为 m s 2 以打b点时为计时起点 建立v t坐标系如图s1 7所 示 请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线 图s1 7 3 根据图线可得小车运动的加速度为 m s2 解析 1 相邻两个计数点间的时间间隔为0 1s 2 如图d1所示 图d1 3 在v t图象中 图线的斜率表示加速度 即 a 0 55 0 250 3 m s2 1m s2 答案 1 0 250 45 2 如图d1所示 3 1 热点1 利用纸带求物体的加速度和瞬时速度 例1 2013年广东卷 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图s1 8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 甲 乙 图s1 8 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个计数点的时间间隔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 解析 2 每相邻两点之间还有4个记录点未画出 故t 5 0 02s 0 1s 3 中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 则v5 s4 s5 2t 答案 1 dcba 触类旁通 1 广东六校2012届高三联考 如图s1 9所示为在 测定匀变速直线运动的加速度 的实验中得到的一条纸带 纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出 按时间顺序取0 5六个点 测出1 5各点到0点的距离如图所示 图s1 9 1 由纸带可判定小车做 运动 2 若小车做匀变速直线运动 那么当打计数点3时小车的速度为 m s 小车的加速度大小为 m s2 结果保留三位有效数字 答案 1 匀减速直线 2 0 5041 50 热点2 创新实验 例2 2011年新课标卷 利用如图s1 10所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度 一斜面上安装有两个光电门 其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处 光电门甲的位置可移动 当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时 与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t 改变光电门甲的位置进行多次测量 每次都使滑块从同一点由静止开始下滑 并用米尺测量甲 乙之间的距离s 记下相应的t值 所得数据如下表所示 图s1 10 完成下列填空和作图 1 若滑块所受摩擦力为一常量 滑块加速度的大小a 滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1 测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 2 根据表中给出的数据 在图s1 11给出的坐标纸上画出 t图线 图s1 11 3 由所画出的 t图线 得出滑块加速度的大小为a m s2 保留两位有效数字 解析 由匀变速直线运动的规律及某段时间内的平均速度 等于这段时间中间时刻的瞬时速度关系知 at v1 由 图d2 3 2 0 1 8 2 2范围内均可 拓展提升 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材 即所谓情境新而知识旧 因此做实验题应注重迁移创新能力的培养 用教材中实验的原理 方法和技巧处理新问题 触类旁通 2 2013年北京海淀期中 某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况 图s1 12所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点 后面计数点未画出 相邻计数点间有4个点迹未画出 打点计时器每隔0 02s打出一个点 图s1 12 1 为研究小车的运动 此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上ob bd df 等各段纸带剪下 将剪下的纸带一端对齐 按顺序贴好 图s1 13所示 简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动 图s1 13 方法 2 在图s1 12中x1 7 05cm