2012高考物理一轮能力提升 1-5实验研究匀变速运动考点+重点+方法

1 第五课时第五课时 实验 研究匀变速直线运动实验 研究匀变速直线运动 实验目的实验目的 1 练习使用打点计时器 学习利用打上点的纸带研究物体的运动 2 学习用打点计时器测定即时速度和加速度 实验原理实验原理 1 1 打点计时器 打点计时器 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器 它每隔 0 02s 打一次点 由于电源频率是 50Hz 因此 纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置 研究纸带上 点之间的间隔 就可以了解物体运动的情况 2 2 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示 0 1 2 为时间间隔相等的各计数点 s1 s2 s3 为相邻两计数点 间的距离 若 s s2 s1 s3 s2 恒量 即若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 3 3 由纸带求物体运动加速度的方法 由纸带求物体运动加速度的方法 1 用 逐差法 求加速度 根据 s4 s1 s5 s2 s6 s3 3aT2 T为相邻两计数点间的时间间隔 求出 2 14 1 3T ss a 2 25 2 3T ss a 2 36 3 3T ss a 再算出a1 a2 a3的平均值 即为物体运动的加速度 2 用 v t 图法 先根据 T ss v nn n 2 1 求出打第 n 点时纸带的瞬时速度 后作出 v t 图线 图线的斜率即 为物体运动的加速度 重点突破 知识点一测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度 1 把一端附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 如图所示 2 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 并在细绳的另一端挂上合适的钩码 试放手后 小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在 小车的后面 2 3 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 再放开小车 让小车运动 打点计时器就 在纸带上打下一系列的点 取下纸带 换上新纸带 重复实验三次 4 选择一条比较理想的纸带 舍掉开头的比较密集的点子 确定好计数始点 0 标明计数点 正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离 用逐差法求出加速度值 最后求其平均值 也可求 出各计数点对应的速度 作 v t 图线 求得直线的斜率即为物体运动的加速度 应用应用 1 1 盐城市 盐城市 0808 届高三六所名校联考 届高三六所名校联考 某同学用如图所示装置测量重力加速度 g 所用 交流电频率为 50 Hz 在所选纸带上取某点为 0 号计数点 然后每 3 个点取一个计数点 所 以测量数据及其标记 符号如题图所示 该同学用两种方 法处理数据 T 为相 邻两计数点的时间间 隔 方法方法 A A 由 2 12 1 T SS g 2 23 2 T SS g 2 56 5 T SS g 取平均值 g 8 667 m s2 方法方法 B B 由 3 2 14 1 T SS g 3 2 25 2 T SS g 3 2 36 3 T SS g 取平均值 g 8 673 m s2 1 从实验装置看 该同学所用交流电的电压为 伏特 操作步骤中释放纸带和接通电 源的先后顺序应该是 2 从数据处理方法看 在S1 S2 S3 S4 S5 S6中 对实验结果起作用的 方法A中有 方法 B 中有 因此 选择方法 A或B 更合理 这样可以减少实验的 系统或偶然 误差 3 本实验误差的主要来源有 试举出两条 导示导示 1 从实验装置看 交流电的电压为 220 伏特 操作步骤中释放纸带和接通电源 的先后顺序应该是 先接通电源后释放纸带 2 从数据处理方法看 在S1 S2 S3 S4 S5 S6中 对实验结果起作用的 方法A中有 S1 S6 方法 B 中有S1 S2 S3 S4 S5 S6 因此 选择方法 B A或B 更合理 这样可 以减少实验的 偶然 系统或偶然 误差 3 本实验误差的主要来源有 重物下落过程中受到阻力 S1 S2 S3 S4 S5 S6 长度测 量 交流电频率波动 数据处理方法等 1 纸带打完后及时断开电源 2 小车的加速度应适当大一些 以能在纸带上长约 50cm 的范围内清楚地取 7 8 个计数点 为宜 3 3 应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点 通常每隔 4 个轨迹点选 1 个计数点 选取的记数点不少于 6 个 4 不要分段测量各段位移 可统一量出各计数点到计数起点 0 之间的距离 读数时应估读 到毫米的下一位 知识点二数据的记录与处理数据的记录与处理 应用应用 2 2 启东 启东 0808 届届高三调研测试 高三调研测试 在 利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度 的实验中 打点计时器接在 50Hz 的低压交变电源上 某同学在打出的纸带上每 5 点取一个 计数点 共取了A B C D E F六个计数点 每相邻两个计数点间的四个点未画出 从 每一个计数点处将纸带剪开分成五段 分别为a b c d e段 将这五段纸带由短到长 紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中 如图所示 由此可以得到一条表示v t关系的图线 从 而求出加速度的大小 1 请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线 作答在右图上 并 指出哪个轴相当于v轴 答 2 从第一个计数点开始计时 为求出 0 15s 时刻的瞬时速度 需要测出哪一段纸带的长 度 答 3 若测得a段纸带的长度为 2 0cm e段纸带的长度为 10 0cm 则可求出加速度的大小为 m s2 导示导示 1 v t图线如图所示 y轴相当于v轴 2 b 3 2 0 知识点二拓展与延伸拓展与延伸 应用应用 3 3 0707 年苏锡常镇四市二模 年苏锡常镇四市二模 12 如图 甲 所示 用包有白纸的质量为 1 00kg 的圆柱棒替代纸带和重物 蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动 使之替代打点计时 器当烧断悬挂圆柱棒的线后 在圆柱棒竖直下落的过程中 毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出 记号 如图 乙 所示 设毛笔接触棒时不影响棒的运动 测得记号之间的距离依次为 26 0mm 41 0mm 56 0mm 71 0mm 86 0mm 101 0mm 已知电动机铭牌上标有 1500r min 字样 由此研究圆柱棒的运动情况 ABCDEF 4 1 毛笔画相邻两条线的时间间隔 T s 图 乙 中的圆柱棒的 选填 左 或 右 端是悬挂端 2 根据图 乙 所给的数据 计算毛笔画下记号 C 时圆柱棒下落的速度 Vc m s 圆柱棒竖直下落的加速度a m s2 导示 导示 1 毛笔画相邻两条线的时间间隔应该等于电动机转动一周的时间即 T 0 04 s 重 物下落速度越来越大 故相邻的两条线之间的间隔也越大 故圆柱棒左端是悬挂端 2 根据纸带上的数据计算可得毛笔画下记号 C 时圆柱棒下落的速度 Vc 1 2m s 圆 柱棒竖直下落的加速度a 9 4 m s2 成功体验 1 一个质点正在做匀加速直线运动 现用固定的照相机对该质点进行闪光照相 闪光时间 间隔为 1 s 分析照片得到的数据 发现质点在第 1 次 第 2 次闪光的时间间隔内移动了 2m 在第 3 次 第 4 次闪光的时间间隔内移动了 8 m 由此可求得 A 第 1 次闪光时质点的速度 B 质点运动的加速度 C 第 2 次闪光到第 3 次闪光时间内质点的位移 D 质点运动的初速度 2 20072007 年高考天津理综卷年高考天津理综卷 22 某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动 他将打 点计时器接到频率为 50 Hz的交流电源上 实验时得到一条纸带 他在纸带上便于测量的地 方选取第一个计时点 在这点下标明 A 第六个点下标明 B 第十一个点下标明 C 第十 六个点下标明 D 第二十一个点下标明 E 测量时发现 B 点已模糊不清 于是他测得 AC 长 为 14 56 cm CD 长为 11 15cm DE 长为 13 73 cm 则打 C 点时小车的瞬时速度大小为 m s 小车运动的加速度大小为 m s2 AB 的距离应为 cm 保留三位有效数字 3 如皋市 如皋市 0808 届高三一轮复届高三一轮复习测试卷习测试卷 2007 年 10 月 24 日 中国用长征 运载火箭成功的发射了 嫦娥一号 卫星 右图是某监测系统每隔 2 5s 拍 摄的 是关于起始匀加速阶段火 cm 0 6 7 8 9 10 5 4 3 2 1 11 12 5 箭的一组照片 已知火箭的长度为 40m 用刻度尺测量照片上的长度 结果如图所示 火箭 的加速度 a m s2 火箭在照片中第 2 个像所对应时刻的瞬时速度大小 m s 4 4 广东东莞中学 广东东莞中学 0707 届高三模拟试题 届高三模拟试题 1111 某同学在测定匀变速直线运动的加速度时 得 到了在不同拉力下的A B C D 等几条较为