高考物理 一轮复习 实验四 研究匀变速直线运动课件.pptVIP

实验四研究匀变速直线运动 本节目录 基础理论储备 经典例题展示 创新实验评析 知能优化演练 实验目的1 练习使用打点计时器 2 会利用纸带求匀变速直线运动的速度和加速度 3 用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律 实验原理1 打点计时器 1 作用 计时仪器 每隔0 02s打一次点 2 工作条件 电磁打点计时器 4v 6v的交流电源 电火花计时器 220v的交流电源 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 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 实验装置如图所示 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s 并记录填入表中 5 计算出相邻的计数点之间的距离 s1 s2 s3 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 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 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 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 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 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞 当小车到达滑轮前及时用手按住它 6 牵引小车的钩码个数要适当 以免加速度过大而使纸带上的点太少 或者加速度太小 而使各段位移无多大差别 从而使误差增大 加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六 七个计数点为宜 7 要区别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 8 要多测几组 尽量减小误差 9 描点时最好用坐标纸 在纵 横轴上选取合适的单位 用细铅笔认真描点 拓展创新钩码带动小车做加速运动时 因受摩擦等各方面的影响 致使小车加速度不恒定 即小车不能真正做匀加速直线运动 因此 可用阻力小的气垫导轨替代长木板 用频闪照相或光电计时的办法替代打点计时器 可避免由于电源频率不稳定造成的相邻两点间的时间间隔不完全相等 从而提高实验的精确度 考点1利用逐差法处理实验数据 2012 高考山东卷 某同学利用如图甲所示的实验装置 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 答案 1 67 或76 2 1 001 20 3 2 00偏大 考点2用v t图象处理实验数据某同学在 研究匀变速直线运动 的实验中 用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况 在纸带上确定出a b c d e f g共7个计数点 其相邻点间的距离如图所示 每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0 10s 1 试根据纸带上各个计数点间的距离 计算打下b c d e f五个点时小车的瞬时速度 并将各个速度值填在下面的横线上 要求保留三位有效数字 vb m s vc m s vd m s ve m s vf m s 2 将b c d e f各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上 并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 3 根据第 2 问中画出v t图线 求出小车运动的加速度为 m s2 结果保留两位有效数字 答案 见解析 考点3实验原理 器材及数据的综合考查某同学用如图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动 实验步骤如下 a 安装好实验器材 b 接通电源后 让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动 重复几次 选出一条点迹比较清晰的纸带 舍去开始密集的点迹 从便于测量的点开始 每两个打点间隔取一个计数点 如图乙中0 1 2 6点所示 甲 乙 2 将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐 0 1 2 5计数点所在位置如图丙所示 则s2 cm s5 cm 丙 思路点拨 本题主要考查本实验中的实验原理 实验器材以及利用纸带分析加速度和某一位置时的基本方法 解析 1 还需要的实验器材有电压合适的50hz的交流电源和刻度尺 即选a c 2 3 00cm13 23cm 注意刻度尺读数要加一位估读数 3 如图所示 答案 1 ac 2 3 00 2 97 3 03 13 23 13 21 13 24 3 见解析图 4 0 18 0 16 0 20 4 80 4 50 5 10 范例 2011 高考新课标全国卷 利用如图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