高考物理大一轮复习 实验1 研究匀变速直线运动课件 新人教版.ppt

实验一研究匀变速直线运动 实验目的1 练习正确使用打点计时器 2 会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度 加速度 3 会利用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1 2 实验过程 注意事项1 平行 纸带和细绳要和木板平行 2 两先两后 实验中应先接通电源 后让小车运动 实验完毕应先断开电源后取纸带 3 防止碰撞 在到达长木板末端前应让小车停止运动 要防止钩码落地和小车与滑轮相撞 4 减小误差 小车的加速度要适当大些 可以减小长度的测量误差 加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6 7个计数点为宜 5 纸带选取选择一条点迹清晰的纸带 舍弃点密集部分 适当选取计数点 6 准确作图在坐标纸上 纵 横轴选取合适的单位 避免所描点过密或过疏 而导致误差过大 仔细描点连线 不能连成折线 应作一条直线 让各点尽量落到这条直线上 落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧 热点一刻度尺的读数 典例1 如图1所示 用毫米刻度尺测量纸带中的计数点0 1之间的距离为 mm 0 2之间的距离为 mm 2 3之间的距离为 mm 图1 解析毫米刻度尺的最小刻度为1mm 读数时要估读到毫米的下一位 计数点0 1之间的距离为8 9mm 9 0mm也可 若读成8 90mm或9mm都是错误的 0 2之间的距离为19 5mm 2 3之间的距离为12 5mm 32 0mm 19 5mm 答案8 9 9 0也可 19 512 5 反思总结刻度尺的读数应注意 1 刻度尺读数时要使刻度线紧贴被测物体 眼睛正对刻度线读数 2 毫米刻度尺的精确度为1mm 读数时要估读到最小刻度的下一位 跟踪短训 1 2013 浙江卷 21 如图2所示 装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮 固定在小车上 装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端 另一端系在小车上 一同学用装置甲和乙分别进行实验 经正确操作获得两条纸带 和 纸带上的a b c 均为打点计时器打出的点 图2 答案 1 2 10cm或2 40cm 0 05cm 有效数字位数正确 2 1 13m s或1 25m s 0 05m s 有效数字位数不作要求 小于 3 c 热点二纸带数据处理 典例2 2013 广东卷 34 1 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图3 a 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 b 所示 其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出 图3 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 b 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 反思总结1 利用纸带判定物体运动的性质 1 若s1 s2 s3 基本相等 则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动 2 利用s1 s2 s3 可以计算出在相邻相等时间间隔内物体的位移差s2 s1 s3 s2 s4 s3 如果它们在实验误差允许的范围内相等 则可以判定物体做匀变速直线运动 2 计算点间的距离计数点间距离的给定有两种 相邻点间距离和各计数点到o点的距离 计算时后者要先转换为前者 如框图所示 3 常见错误对纸带进行数据处理时 常见的错误有 1 误认为t 0 02s 没有注意到图中相邻计数点之间有几个点没画出 2 没有进行单位换算 图中各数据的单位都是cm 应当换算为m 跟踪短训 2 2012 山东卷 21 1 某同学利用图4甲所示的实验装置 探究物块在水平桌面上的运动规律 物块在重物的牵引下开始运动 重物落地后 物块再运动一段距离停在桌面上 尚未到达滑轮处 从纸带上便于测量的点开始 每5个点取1个计数点 相邻计数点间的距离如图乙所示 打点计时器电源的频率为50hz 图4 1 通过分析纸带数据 可判断物块在两相邻计数点 和 之间某时刻开始减速 2 计数点5对应的速度大小为 m s 计数点6对应的速度大小为 m s 保留三位有效数字 3 物块减速运动过程中加速度的大小为a m s2 答案 1 67 或76 2 1 001 20 3 2 00 典例3 2013 江苏卷 11 某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度 实验装置如图5所示 倾斜的球槽中放有若干个小铁球 闭合开关k 电磁铁吸住第1个小球 手动敲击弹性金属片m m与触头瞬间分开 第1个小球开始下落 m迅速恢复 电磁铁又吸住第2个小球 当第1个小球撞击m时 m与触头分开 第2个小球开始下落 这样 就可测出多个小球下落的总时间 图5 1 在实验中 下列做法正确的有 a 电路中的电源只能选用交流电源b 实验前应将m调整到电磁铁的正下方c 用直尺测量电磁铁下端到m的竖直距离作为小球下落的高度d 手动敲击m的同时按下秒表开始计时 2 实验测得小球下落的高度h 1 980m 10个小球下落的总时间t 6 5s 可求出重力加速度g m s2 结果保留两位有效数字 3 在不增加实验器材的情况下 请提出减小实验误差的两个办法 4 某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 t磁性才消失 因此 每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差 t 这导致实验误差 为此 他分别取高度h1和h2 测量n个小球下落的总时间t1和t2 他是否可以利用这两组数据消除 t对实验结果的影响 请推导说明 答案 1 bd 2 9 4 3 增加小球下落的高度 多次重复实验 结果取平均值 其他答案只要合理也可 4 可以消除 t对实验结果的影响 推导过程见解析 探究跟踪 1 在dis系统中 光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度 因为挡光片较窄 所以可看作测量的是瞬时速度 为了测量做匀变速直线运动的小车的加速度 将宽度均为b的挡光片a b固定在小车上 如图6所示 当小车做匀变速运动经过光电门时 测得a b先后挡光的时间分别为 t1和 t2 a b开始挡光时刻的间隔为t 则a b先后经过光电门时的速度分别为 小车的加速度a 图6 2 如图7所示为用打点计时器研究小车运动情况的装置 实验时由静止释放钩码 小车开始做匀加速直线运动 在小车进入布面前钩码已经落地了 小车在平玻璃板上做匀速直线运动 后来在布面上做匀减速直线运动 所打出的纸带的一部分如图8所示 纸带上相邻两