高考物理一轮 （基础实验要求+规律方法总结）实验一 研究匀变速直线运动课件 新人教版.ppt

物理人教版 第一章运动的描述匀变速直线运动 电火花计时器 或电磁打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 电源 复写纸片 1 实验器材 2 实验步骤 1 按照实验原理图所示实验装置 把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端 接好电源 2 把一细绳系在小车上 细绳绕过滑轮 下端挂合适的钩码 纸带穿过打点计时器 固定在小车后面 3 把小车停靠在打点计时器处 接通电源 放开小车 4 小车运动一段时间后 断开电源 取下纸带 5 换纸带反复做三次 选择一条比较理想的纸带进行测量分析 实验原理图 基本实验要求 基础回放 要点整合 电火花计时器 或电磁打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 电源 复写纸片 1 实验器材 2 实验步骤 1 按照实验原理图所示实验装置 把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端 接好电源 2 把一细绳系在小车上 细绳绕过滑轮 下端挂合适的钩码 纸带穿过打点计时器 固定在小车后面 3 把小车停靠在打点计时器处 接通电源 放开小车 4 小车运动一段时间后 断开电源 取下纸带 5 换纸带反复做三次 选择一条比较理想的纸带进行测量分析 基础回放 要点整合 基本实验要求 1 平行 纸带 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 防止钩码落地和小车与滑轮相撞 4 减小误差 小车的加速度宜适当大些 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 3 注意事项 基础回放 要点整合 规律方法总结 1 数据处理 1 目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度 确定物体的运动性质等 2 处理的方法 分析物体的运动性质 测量相邻计数点间的距离 计算相邻计数点距离之差 看其是否为常数 从而确定物体的运动性质 利用逐差法求解平均加速度 利用速度 时间图象求加速度 a 作出速度 时间图象 通过图象的斜率求解物体的加速度 b 剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度 基础回放 要点整合 2 依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法 1 x1 x2 x3 xn是相邻两计数点间的距离 2 x是两个连续相等的时间里的位移差 x1 x2 x1 x2 x3 x2 3 t是相邻两计数点间的时间间隔 t 0 02n 打点计时器的频率为50hz n为两计数点间计时点的间隔数 4 x at2 因为t是恒量 做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量 所以 x必然是个恒量 这表明 只要小车做匀加速直线运动 它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等 基础回放 要点整合 考点一实验步骤和数据处理 例1 在 测定匀变速直线运动的加速度 的实验中 某同学的操作步骤如下 其中错误的步骤有 a 拉住纸带 将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带 再接通电源b 将打点计时器固定在平板上 并接好电源c 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过定滑轮 下面挂上合适的钩码d 取下纸带e 将平板一端抬高 轻推小车 使小车能在平板上做加速运动f 将纸带固定在小车尾部 并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善并填写在横线上 遗漏的步骤可编上序号g h 实验步骤的合理顺序为 应先接通电源再放开纸带 先断开电源 使计时器停止工作 再取下纸带 g 换上新纸带重复实验三次 ad befcadg 课堂探究 考点突破 考点二纸带数据的处理 例2 如图1是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带 图1 1 已知打点计时器电源频率为50hz 则纸带上相邻两点的时间间隔为 2 a b c d是纸带上四个计数点 每两个相邻计数点间有四个点没有画出 从图中读出a b两点间距x c点对应的速度是 计算结果保留三位有效数字 0 02s 0 70cm 0 100m s 课堂探究 考点突破 考点三应用纸带分析物体运动特点 例3 2012 山东理综 21 1 某同学利用如图2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3所示 打点计时器电源的频率为50hz 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 解析 从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差 x 2 00cm 在6 7计数点间的位移比5 6计数点间的位移增加了 12 28 11 01 cm 1 27cm 2 00cm 因此 开始减速的时刻在计数点6和7之间 图2 图3 6 7 课堂探究 考点突破 计数点5对应的速度大小 m s 计数点6对应的速度大小为 m s 保留三位有效数字 1 00 1 20 例3 2012 山东理综 21 1 某同学利用如图2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3所示 打点计时器电源的频率为50hz 图2 图3 课堂探究 考点突破 物块减速运动过程中加速度的大小为a m s2 2 00 例3 2012 山东理综 21 1 某同学利用如图2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3所示 打点计时器电源的频率为50hz 图2 图3 课堂探究 考点突破 创新实验设计 例4 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如图4甲所示 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 现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数 图中mn是水平桌面 q是长木板与桌面的接触点 1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门 与之连接的两个光电计时器没有画出 长木板顶端p点悬有一铅锤 实验时 让滑块从长木板的顶端滑下 光电门1 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1 0 10 2s和4 0 10 3s 用精度为0 05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d 其示数如图丙所示 1 滑块的宽度d cm 2 滑块通过光电门1时的速度v1 m s 滑块通过光电门2时的速度v2 m s 结果保留两位有效数字 3 由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值 它们实质上是通过光电门1和2时的 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值 可将 的宽度减小一些 1 010 1 0 2 5 平均速度 滑块 图4 课堂探究 考点突破 课堂探究 考点突破 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材 即所谓情景新而知识旧 因此做实验题应注意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 针对本实验还可以对实验原理做如下创新 物块带动小车做加速运动时 因受轨道等各方面的影响 致使小车加速度不恒定 即小车不真正做匀加速直线运动 若采用如图5所示装置则可避免 将包有白纸的总质量为m的圆柱金属棒替代纸带和重物 蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之匀速转动 使之替代打点计时器 当烧断挂圆柱金属棒的线后 圆柱金属棒竖直方向自由落下 毛笔就在圆柱金属棒面的纸上画出记号 得到对应的纸带 如图6所示 测出在同一条竖直线上各相邻的两条画线之间的间隔x1 x2 x3 利用逐差法 x at2 根据电动机转动的周期t 即可求出金属棒下落的加速度a 图5 图6 创新实验设计思路 课堂探究 考点突破 4 2 1 6 5 3 随堂训练 能力达标 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 c 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 2 一小球在桌面上做匀加速直线运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置 并将小球的位置编号 得到的照片如图8所示 由于底片保管不当 其中位置4处被污损 若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s 则利用该照片可求出 小球运动的加速度约为 m s2 位置4对应的速度为 m s 能求出4的具体位置吗 填 能 或 不能 求解方法是 不要求计算 但要说明过程 图8 3 0 10 2 2 8 10 2 3 1 10 2均可 9 10 2 能 利用 x6 x4 x4 x2 4at2 可以求出位置4的具体位置 其他方法合理均可 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 3 2011 广东 34 1 改编 图9是 研究匀变速直线运动 实验中获得的一条纸带 o a b c d和e为纸带上六个计数点 加速度大小用a表示 od间的距离为 cm 图10是根据实验数据绘出的s t2图线 s为各计数点至同一起点的距离 斜率表示 a m s2 结果保留三位有效数字 图9 图10 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 3 2011 广东 34 1 改编 图9是 研究匀变速直线运动 实验中获得的一条纸带 o a b c d和e为纸带上六个计数点 加速度大小用a表示 od间的距离为 cm 图10是根据实验数据绘出的s t2图线 s为各计数点至同一起点的距离 斜率表示 a m s2 结果保留三位有效数字 图9 图10 1 2 加速度的一半 0 933 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 4 在做 研究匀变速直线运动 的实验中 1 实验室提供了以下器材 打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 交流电源 复写纸 弹簧测力计 其中在本实验中不需要的器材是 2 如图11所示 是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带 纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出 打点计时器打点的时间间隔t 0 02s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 下表列出了打点计时器打下b c f时小车的瞬时速度 请在表中填入打点计时器打下d e两点时小车的瞬时速度 图11 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 4 在做 研究匀变速直线运动 的实验中 1 实验室提供了以下器材 打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 交流电源 复写纸 弹簧测力计 其中在本实验中不需要的器材是 2 如图11所示 是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带 纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出 打点计时器打点的时间间隔t 0 02s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 下表列出了打点计时器打下b c f时小车的瞬时速度 请在表中填入打点计时器打下d e两点时小车的瞬时速度 弹簧测力计 0 864 0 928 图11 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 3 以a点为计时起点 在图12所示坐标系中画出小车的速度 时间关系图线 4 根据你画出的小车的速度 时间关系图线计算出的小车的加速度a m s2 0 64 0 01 图12 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 5 2011 课标 23 利用图13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 光电门甲的位置可移动 当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时 与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t 改变光电门甲的位置进行多次测量 每次都使滑块从同一点由静止开始下滑 并用米尺测量甲 乙之间的距离s 记下相应的t值 所得数据如下表所示 1 若滑块所受摩擦力为一常量 滑块加速度的大小a 滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt 测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 图13 完成下列填空和作图 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 5 2011 课标 23 利用图13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 光电门甲的位置可移动 当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时 与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t 改变光电门甲的位置进行多次测量 每次都使滑块从同一点由静止开始下滑 并用米尺测量甲 乙之间的距离s 记下相应的t值 所得数据如下表所示 1 若滑块所受摩擦力为一常量 滑块加速度的大小a 滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt 测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 图13 完成下列填空和作图 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 6 2 0 随堂训练 能力达标 4 2 1 5 3 图14 6 6 暗室中用图15所示装置做 测定重力加速度 的实验 实验器材有 支架 漏斗 橡皮管 尖嘴玻璃管 螺丝夹子 接水铝盒 一根荧光刻度的米尺 频闪仪 具体实验步骤如下 在漏斗内盛满清水 旋松螺丝夹子 水滴会以一定的频率一滴滴的落下 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮 由大到小逐渐调节频闪仪的频率 直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴 用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度 采集数据进行处理 1 实验中看到空间有一串仿佛固定不动