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.ppt

考点一实验原理及操作 考点二实验数据的处理 考点三创新实验设计 考点 高三物理一轮复习 实验一研究匀变速直线运动 实验目的1 练习使用打点计时器 学会用打上点的纸带研究物体的运动情况 2 会利用纸带求匀变速直线运动的速度 加速度 3 利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律 并能画出小车运动的v t图象 根据图象求加速度 实验原理1 打点计时器 1 作用 计时仪器 交流电频率为50hz时 每隔0 02s打一次点 3 纸带上点的意义 表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置 通过研究纸带上各点之间的距离 可以判断物体的运动情况 可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔 2 利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1 x2 x3 x4 为纸带上相邻两个计数点之间的距离 假如 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 常数 即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做匀变速直线运动 3 由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度vn xn xn 1 2t 实验器材电火花计时器 或电磁打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 电源 复写纸片 实验步骤1 仪器安装 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 细绳跨过定滑轮 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 实验装置见下图所示 放手后 看小车能否在木板上平稳地加速滑行 2 测量与记录 1 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 2 从三条纸带中选择一条比较理想的 舍掉开头一些比较密集的点 从后边便于测量的点开始确定计数点 为了计算方便和减小误差 通常用连续打点五次的时间作为时间单位 即t 0 1s 正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离 并填入设计的表格中 3 利用某一段时间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的瞬时速度 4 增减所挂钩码数 再重复实验两次 数据处理及实验结论1 由实验数据得出v t图象 1 根据表格中的v t数据 在平面直角坐标系中仔细描点 如右图所示可以看到 对于每次实验 描出的几个点都大致落在一条直线上 2 作一条直线 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 1 分析图象的特点得出 小车运动的v t图象是一条倾斜的直线如右图所示 当时间增加相同的值 t时 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 2 通过函数关系进一步得出 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 显然v与t成 线性关系 小车的速度随时间均匀变化 注意事项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 5 作出速度 时间图象 通过图象的斜率求解物体的加速度 6 剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度 例1 在 研究匀变速直线运动 的实验中 某同学的操作中有以下实验步骤 其中错误或遗漏的步骤有 指出错误并改正 遗漏步骤可编上序号g h a 拉住纸带 将小车移至靠近打点计时器处 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 细绳跨过滑轮 下面吊着适当重的钩码d 取下纸带e 将平板无滑轮的一端抬高 轻推小车 使小车能在平板上做匀速运动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后按合理顺序填写在横线上 a中应先接通电源 再放开纸带 c中应调整滑轮的高度 使细绳与平板平行 d中应先断开电源 使打点计时器停止工作再取下纸带 e属于多余步骤 应补充g 换上新纸带 重复操作两次 h 断开电源 整理好器材 正确合理的顺序应为b f c a d g h 考点一实验原理及操作 解析 答案 见解析 例2 实验中 如下图所示为一次记录小车运动情况的纸带 图中a b c d e为相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔t 0 1s 1 根据纸带可判定小车做 运动 2 根据纸带计算各点瞬时速度 vd m s vc m s vb m s 在如下图所示坐标中作出小车的v t图线 并根据图线求出纸带的加速度a 考点二实验数据的处理 图片显 隐 3 将图线延长与纵轴相交 交点的速度是 m s 此速度的物理意义是 解析 考点二实验数据的处理 1 匀加速直线 或匀加速 2 3 902 641 3812 60m s2见解析图 3 0 12表示小车经过a点的速度 如图所示描点连线得v t图线 由图线斜率知纸带的加速度a 12 60m s2 3 由图知交点的速度约为0 12m s 表示小车经过a点的速度 答案 考点二实验数据的处理 解析 例3 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 光电门甲的位置可移动 当一带有遮光片的滑片自斜面上滑下时 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