高考物理 实验一 研究匀变速直线运动课时训练营课件.ppt

实验一研究匀变速直线运动 一 实验目的1 练习使用电磁打点计时器或电火花计时器 学会用打上点的纸带研究物体的运动情况 2 掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法 3 测出匀变速直线运动的加速度 二 实验原理1 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器 电磁打点计时器的工作电压是4v 6v 电火花计时器的工作电压是220v 当电源频率是50hz时 它每隔0 02s打一次点 四 实验步骤1 把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上 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 使细绳跨过滑轮 并在细绳的另一端挂上合适的钩码 放手后小车能在木板上平稳地加速滑行 将纸带穿过打点计时器 并把纸带的一端固定在小车的后面 3 把小车停在打点计时器处 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小点 换上新纸带 重复实验三次 4 选择一条比较理想的纸带 舍掉开头比较密集的点 确定计数点并标记 为了测量方便和减少误差 通常不用每打一次点的时间作为时间的单位 而用每打五次点的时间作为时间的单位 就是t 0 02s 5 0 1s 在选好的开始点下标明0 在第六点下面标明1 在第十一点下面标明2 在第十六点下面标明3 点0 1 2 3 叫做计数点 如图所示 两个相邻计数点间的距离分别是x1 x2 x3 5 用毫米刻度尺测量x1 x2 x3 的长度 把测量结果记录下来 6 根据测量结果 利用 实验原理 中给出的公式算出加速度并求出平均值 五 注意事项1 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 2 应该先接通电源 再释放小车 当小车到达滑轮前及时用手按住 3 先断开电源 再取下纸带 4 对于电磁打点计时器 如打出的点较轻或是短线时 应调整振针距复写纸的高度 5 选择一条理想的纸带 是指纸带上的点迹清晰 适当舍弃点密集部分 适当选取计数点 注意计数点与计时点的区别 弄清楚所选的时间间隔t等于多少 6 每打好一条纸带 将定位轴上的复写纸换个位置 以保证打点清晰 注意此项只对于电磁打点计时器 7 不要分段测量各段位移 应一次测出各计数点与第0个计数点的距离 再逐个计算x1 x2 x3 读数时应估读到0 1mm 8 尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是 1 细绳尽可能与板面保持平行 2 滑轮和车轮灵活 3 长木板表面粗糙程度 纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致 六 误差分析1 小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定 这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度 2 纸带运动时打点不稳定引起测量误差 3 纸带上计数点间距离测量带来偶然误差 如距离较小时的测量误差 4 计数点间距离测量应从所标出的0 1 2 3 中的0点开始 分别测出0 1 0 2 0 3 之间的距离 然后计算0 1 1 2 2 3 间的距离分别表示为x1 x2 x3 这样可以减小因测量带来的偶然误差 5 小车运动中受摩擦力变化产生误差 1 小球在相邻的相等时间内的位移差 填 相等 或 不相等 小球运动的性质属 直线运动 3 根据图线可得小车运动的加速度大小为 m s2 2 v t图线如图所示 答案 1 0 250 45 2 图略 3 1 0 1 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 为了能够较准确地测出加速度 将你认为正确的选项前面的字母填在横线上 a 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面b 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c 再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 每次必须由静止释放小车 d 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在小车的后面e 把小车停在靠近打点计时器处 接通直流电源后 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 f 从三条纸带中选择一条比较理想的纸带 舍掉开头比较密集的点 在后边便于测量的地方找一个开始点 并把每打五个点的时间作为时间单位 在选好的开始点下面记作0 往后第六个点作为计数点1 依此标出计数点2 3 4 5 6 并测算出相邻两点间的距离 解析 在实验中要尽可能地保证小车做匀变速直线运动 同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况 既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差 其中e项中的电源应采用交流电 而不是直流电 答案 abcdfg 2 研究匀变速直线运动 的实验中 使用电磁打点计时器 所用交流电的频率为50hz 得到如图所示的纸带 图中的点为计数点 相邻两计数点间还有四个点未画出来 下列表述正确的是 答案 c 3 一位同学在用打点计时器做 测匀变速直线运动加速度 的实验时 纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些短线 这可能是因为 a 打点计时器错接在直流电源上b 电源电压不稳定c 电源的频率不稳定d 打点针压得过紧 解析 当打点计时器的打点针与复写纸片的距离过大时 这时打点针可能够不着复写纸片 我们可能看到时有时无的点痕 也可能完全没有点痕 当打点针距离复写纸片间隙过小时 每一个打点周期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上 这样就变成了一段一段的小线段 所以在使用打点计时器前要检查一下打点针到复写纸片的距离是否适中 否则就要做适当的调查 答案 d 4 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如图 a 所示 a b分别是光电门的激光发射和接收装置 当有物体从a b间通过时 光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来 答案 1 1 010 2 1 02 5 3 平均速度滑块 1 在下图所示的坐标系中作出小车的v t图线 2 将图线延长与纵轴相交 交点的速度大小是 cm s 此速度的物理意义是 答案 1 见解析 2 11 60表示a点的瞬时速度 6 2010年哈尔滨第九中学 伽利略在 两种新科学的对话 一书中 讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题 提出了这样的猜想 物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动 同时他还运用实验验证了其猜想 某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案 设计了如图所示的装置 探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动 1 实验时 让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑 并同时打开装置中的阀门 使水箱中的水流到量筒中 当滑块碰到挡板的同时关闭阀门 整个过程中水流可视为均匀稳定的 该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量 的 2 下表是该小组测得的有关数据 其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离 v为相应过程量筒收集的水量 分析表中数据 根据 可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论 3 本实验误差的主要来源有 距离测量的不准确 水从水箱中流出不够稳定 还可能来源于 等 只要求写出一种 答案 1 时间 2 在实验误差范围内是一常数 3 斜面摩擦不均匀 水量测量不准确 滑块开始下滑和开始流水不同步 滑块停止下滑和停止流水不同步等 其他答案合理的也给分 章末知识整合 由于本章公式较多 且各公式间有相互联系 因此 本章的题目可一题多解 解题时除采用常规的公式解析法外 图象法 比例法 极值法 逆向转换法等也是本章解题中常用的方法 我们应在解题方法的灵活选取中提高分析解决问题的能力 6 逆向思维法