高考物理大一轮复习实验一研究匀变速直线运动课件新人教版

实验一研究匀变速直线运动 一 基本原理与操作 二 数据处理与分析1 匀变速直线运动的判断 1 如图所示 0 1 2 为时间间隔相等的各计数点 x1 x2 x3 为相邻两计数点间的距离 若 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 C 常量 即两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 利用 平均速度法 确定多个点的瞬时速度 作出物体运动的v t图象 若v t图线是一条倾斜的直线 则说明物体的速度随时间均匀变化 即做匀变速直线运动 认识 两种仪器 1 作用 计时仪器 接频率为50Hz交变电流 每隔0 02s打一次点 区别 两种点 1 计时点和计数点的比较计时点是打点计时器打在纸带上的实际点 两相邻点间的时间间隔为0 02s 计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点 两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定 如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点 时间间隔都是0 1s 2 纸带上相邻的两点的时间间隔均相同 速度越大 纸带上的计数点越稀疏 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 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 5 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 热点一实验原理与实验操作 例1 2015 广东理综 34 1 某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度 请完成以下主要实验步骤 按图1 a 安装实验器材并连接电源 竖直提起系有重物的纸带 使重物 填 靠近 或 远离 计时器下端 使重物自由下落 关闭电源 取出纸带 换新纸带重复实验 图 b 和 c 是实验获得的两条纸带 应选取 填 b 或 c 来计算重力加速度 在实验操作和数据处理都正确的情况下 得到的结果仍小于当地重力加速度 主要原因是空气阻力和 图1 解析 为了使纸带打下的点多一些 竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物靠近打点计时器下端 且应先接通电源 再释放纸带 使重物自由下落 重物下落是匀加速运动 故应选 b 来计算重力加速度 重物下落过程中系统受重力 空气阻力 纸带与打点计时器间的摩擦力等 答案 靠近先接通打点计时器电源 再释放纸带 b纸带与打点计时器之间有摩擦 热点二数据处理与分析 例2 2016 海南单科 11 某同学利用图2 a 所示的实验装置探究物块速度随时间的变化 物块放在桌面上 细绳的一端与物块相连 另一端跨过滑轮挂上钩码 打点计时器固定在桌面左端 所用交流电源频率为50Hz 纸带穿过打点计时器连接在物块上 启动打点计时器 释放物块 物块在钩码的作用下拖着纸带运动 打点计时器打出的纸带如图 b 所示 图中相邻两点间有4个点未画出 a b 图2 根据实验数据分析 该同学认为物块的运动为匀加速运动 回答下列问题 1 在打点计时器打出B点时 物块的速度大小为 m s 在打出D点时 物块的速度大小为 m s 保留两位有效数字 2 物块的加速度大小为 m s2 保留两位有效数字 答案 1 0 560 96 2 2 0 热点三实验的改进与创新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 1 实验器材的改进及速度的测量方法 例3 2015 全国卷 22 某同学用图3 a 所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数 已知打点计时器所用电源的频率为50Hz 物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图 b 所示 图中标出了五个连续点之间的距离 图3 1 物块下滑时的加速度a m s2 打C点时物块的速度v m s 2 已知重力加速度大小为g 为求出动摩擦因数 还必须测量的物理量是 填正确答案标号 A 物块的质量B 斜面的高度C 斜面的倾角 答案 1 3 251 79 2 C 1 1 如图4所示为 探究小车速度随时间变化的规律 的实验装置图 按照实验要求应该 图4 A 先释放小车 再接通电源B 先接通电源 再释放小车C 同时释放小车和接通电源 2 本实验必须 A 要平衡摩擦力B 要求悬挂物的质量远小于小车的质量C 上述两项要求都不需要 3 如图5为在 探究小车速度随时间的变化规律 实验中 得到的纸带 从中确定五个计数点 量得d1 8 00cm d2 17 99cm d3 30 00cm d4 44 01cm 每相邻两个计数点间的时间间隔是0 1s 则打C点时小车的速度vC m s 小车的加速度a m s2 结果保留两位有效数字 图5 答案 1 B 2 C 3 1 12 0 2 2016 泰安模拟 一小球在桌面上从静止开始做加速运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下小球每次曝光的位置 并将小球的位置编号 如图6甲所示 1位置恰为小球刚开始运动的瞬间 作为零时刻 摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0 5s 小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1 0 v2 0 06m s v3 m s v4 0 18m s v5 m s 在如图乙所示坐标系中作出小球的速度 时间图象 保留描点痕迹 图6 答案0 120 24图见解析 3 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图7所示 并在其上取A B C D E F G7个计数点 每相邻两个计数点间还有4个点 图中没有画出 打点计时器接周期为T 0 02s的交流电源 他经过测量并计算得到打点计时器在打B C D E F各点时物体的瞬时速度如下表 图7 1 计算vF的公式为vF 2 根据 1 中得到的数据 以A点对应的时刻为t 0 作出v t图象 并求物体的加速度a m s2 3 如果当时电网中交变电流的频率是f 51Hz 而做实验的同学并不知道 那么加速度的测量值与实际值相比 填 偏大 偏小 或 不变 4 2016 天津理综 9 2 某同学利用图8所示装置研究小车的匀变速直线运动 图8 1 实验中 必要的措施是 A 细线必须与长木板平行B 先接通电源再释放小车C 小车的质量远大于钩码的质量D 平衡小车与长木板间的摩擦力 2 他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上 得到一条纸带 打出的部分计数点如图9所示 每相邻两个计数点间还有4个点 图中未画出 s1 3 59cm s2 4 41cm s3 5 19cm s4 5 97cm s5 6 78cm s6 7 64cm 则小车的加速度a m s2 要求充分利用测量的数据 打点计时器在打B点时小车的速度vB m s 结果均保留两位有效数字 图9 解析 1 若细线与长木板不平行 随着小车逐渐靠近滑轮 细线与水平方向的夹角增大 小车所受合力随之变化 因此小车的加速度发生变化 即小车不做匀变速直线运动 故细