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1、2021/4/21必修必修1北师大第北师大第1套套 主编高一物理必修1第5期http:/ 电源,其中电火花计时器的工作电压是 V,电磁打点计时器的工作电压是 V;打点计时器的打点时间间隔由电源频率决定,当电源频率为50 Hz时,每隔 s打一次点.2021/4/25二、瞬时速度的测量图1为实验时用打点计时器打出的一段纸带,图中A、B、C、D、E、F是打点计时器连续在纸带上打下的六个点.现若要测量打点计时器打下B2021/4/26点时与纸带相连的物体的速度,则在不要求很精确的前提下,可用 、 、 等包含B点在内的线段的平均速度来代表它, 但 段的平均速度最接近它,表达式为 (已知打点计时器的打点周

2、期为T).三、数据处理2021/4/27物体运动的速度与时间的关系可以用 来描述.以速度v为纵轴、时间t为横轴在方格坐标纸上建立直角坐标系,并根据测量的v、t数据在坐标系中描绘出图线,这样绘制的图象叫做 图象.匀速直线运动的v-t图象是一条 ;匀变速直线运动的v-t图象是一条 .2021/4/28一、进行实验问题1某物理兴趣小组欲利用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”,实验室有如下实验器材:电磁打点计时器;天平;低压直2021/4/29流电源;低压交流电源;细绳;纸带;小车;钩码;秒表;一端附有定滑轮的长木板;刻度尺.请你根据实验目的、实验方法及实验原理,帮助该兴趣小组选择合适的实验器

3、材.答: .2021/4/210问题2某物理兴趣小组在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,根据实验目的、实验方法和实验原理选择合适的器材后,进行了实验操作,其主要步骤有:将小车停在靠近打点计时器的位置;接通电源,启动打点计时器,放开小车,让它拖着纸带运动.2021/4/211把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,将打点计时器固定在长木板远离滑轮的一端,并接好电路.把一条细绳一端拴在小车前部上,细绳跨过定滑轮,另一端挂上钩码.关闭电源、取下纸带.把纸带穿过打点计时器,并固定在小车后部.换上新纸带,重复实验操作两次.2021/4/212你认为该兴趣小组合理的操作顺序应该是怎样的

4、?答: .二、处理数据问题3某物理兴趣小组在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中获得的一条清晰纸带2021/4/213如图2所示,已舍去了开头一些过于密集的点迹,且从O点开始每隔4个点取一个计数点,分别标注为A、B、C、D、E、F,并用毫米刻度尺测量各点间的距离如图2所示.2021/4/214图2中相邻两个计数点间的时间间隔为多少?答: .根据图2给予的信息,计算出打点计时器分别打下A、B、C、D、E时小车的速度(要求尽可能的精确,计算结果保留到小数点后两位),完成下列表格.2021/4/2152021/4/216图3请根据测量数据在如图3所示的方格纸中2021/4/217作出小车的速度随

5、时间变化的关系图象(v-t图象),并通过图象确定小车的速度与时间具有怎样的关系?答: .2021/4/218一、选择必要的实验仪器【案例探究1】在利用电磁打点计时器探究小车速度随时间变化的规律时,不需要用到的器材是( )A.天平B.秒表 C.刻度尺 D.交流电源2021/4/219解析 利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律,需要利用刻度尺来测量小车的位移,从而计算小车的瞬时速度;需要使用交流电源让电磁打点计时器正常工作;打点计时器本身就是一种计时仪器,故不需要秒表.由于本实验不需要知道小车(或其他物体)的质量,故不需要天平.本题正确选项为AB.2021/4/220方法总结 选择实验仪器时

6、,要从实验目的、实验原理、实验方法、仪器的使用方法等方面来考虑.二、熟悉实验操作过程2021/4/221【案例探究2】某实验小组采用图4所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”,实验的主要步骤如下:A.把一端附有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 (填“靠近”或“远离”)滑轮的一端.连接2021/4/222好电路.B.在长木板上靠近 (填“滑轮”或“打点计时器”)处放上小车,把纸带穿过打点计时器,并将它连在小车后端;把一条细绳拴在小车上,使细绳绕过滑轮,绳的另一端挂上适当的钩码.C.先 ,后 ,让小车拖着纸带运动,2021/4/223打点计时器在纸带上打下

7、一系列小点,随后立即关闭电源.D.更换新纸带,重复实验.解析 本实验中,为了获得理想的纸带(打出的纸带足够长),应将打点计时器固定在长木板远离滑轮的一端,且小车运动的初始位置应在靠近打点2021/4/224计时器处,实验中要先接通电源,待打点计时器工作稳定后再释放小车,打点完毕后要及时关闭电源.为了减小实验误差,要重复实验多次,然后选择理想纸带进行处理.答案 远离打点计时器接通电源释放小车2021/4/225方法总结 设计实验操作步骤时,要从实验操作是否简便、实验数据获得是否合理、仪器的使用是否正确、实验的误差能否减小等方面来考虑.三、实验数据的处理1.运动性质的判断2021/4/226【案例

8、探究3】某同学使用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,获得了如图5所示的四条纸带(纸带的左端为打点的起始端).下列关于小车运动性质的判断中,正确的是( )图52021/4/227A.纸带说明小车做匀速运动B.纸带说明小车做变速运动C.纸带说明小车做加速运动D.纸带说明小车做加速运动解析 纸带和纸带的点距都均匀,说明小车做匀速直线运动;纸带的点距逐渐减小,说明小2021/4/228车做减速运动;纸带的点距逐渐增大,说明小车做加速运动.故本题正确选项为AD.2.瞬时速度和加速度的计算【案例探究4】在“研究匀变速直线运动”的实验中,选取一条打点纸带并标注计数点0、1、2、3、4,如图

9、6所示,已知两相邻计数点间的时间间2021/4/229隔t=0.1 s,用刻度尺测得x1=1.40 cm, x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.求:图6(1) 打点计时器分别打下计数点 1、2、3、4、5时小车的瞬时速度.2021/4/230(2) 小车运动的加速度.解析 (1)v1=0.165 m/s,v2=0.214 m/s,v3=0.263 m/s,v4=0.314 m/s,v5=0.363 m/s.(2)建立直角坐标系,在坐标系中描点,画出v-t图2021/4/231象,如图7所示.取图线上相距较远的两点,有a=

10、 m/s2=0.495 m/s2.2021/4/2323.误差分析【案例探究5】在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,某同学在作v-t图象时在直角坐标系上一共描出了10个点(如图8所示).关于小车运动的v-t图象,下列思考有道理的是( )A.这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小2021/4/233车运动的v-t图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线B.这10个点中虽然不全都在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远,因此可判断在误差允许的范围内,小车运动的v-t图象是一条直线2021/4/234C.在10个点当中只有少数几个点能画在一条直线上,其他的点不

11、在该直线上,因此可知小车的v-t图象不可能是一条直线D.在10个点当中只有少数几个点能画在一条直线上,其他的点不在该直线上,与直线偏差较小的点可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的2021/4/235点则可能是实验中出现错误造成的解析 在用图象法处理“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得数据时,由于存在实验误差,故所描出的点不可能全部处于一条图线上,但它们大部分都紧挨着图线,极少数点若与直线偏离较大,这可能是实验中出现错误造成的,该数2021/4/236据应大胆舍弃.故本题正确选项为BD.方法总结 (1)利用纸带判定物体的运动性质,主要是看打点计时器在相同时间间隔内在纸带上打下的计时点之

12、间的距离.若点距均匀,说明物体做匀速运动;若点距逐渐增大,说明物体做加速运动;若点距逐渐减小,说明物体做减速运动.2021/4/237(2) 物体做匀变速直线运动时,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度.(3)v-t图象的斜率表示物体运动的加速度 ,利用a=可求解加速度.(4)在作图时,应让图象连接尽可能多的点,不能连接的点对称分布在图象两侧,从而使每个有意义2021/4/238的数据都发挥了作用,取平均位置减少了测量的偶然误差;作图时,若在某处总是出现偏离较大的点,这可能隐含着重大发现,不要轻易舍去.2021/4/239一、单项选择题1.关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说单元测试

13、卷(一)2021/4/240法正确的是( )A.电火花计时器使用直流电源,其工作电压为220 VB.电磁打点计时器使用交流电源,其工作电压在6 V以下C.电磁打点计时器与电火花计时器相比,使用电2021/4/241磁打点计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小D.电火花计时器与电磁打点计时器的计时原理相同,打点方式也相同2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,若打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源,则( )2021/4/242A.相邻两计时点之间的时间间隔为50 sB.任意两计时点之间的时间间隔为0.02 s C.相邻两计时点之间的时间间隔为0.02 sD.相邻两计数点之间的时间间隔为0

14、.02 s3.在科学上,为了描述实验中测量量之间的关系,先将其在坐标系中描点,然后用一条平滑曲线(包2021/4/243括直线)“拟合”这些点,在画线时下列操作错误的是( )A.要照顾所有的点,让它们都在图线上B.要让尽量多的点在该图线上C.要使它两侧的点数大致相同D.离图线太远的点可以舍弃2021/4/2444.图1所示是甲、乙两质点的v-t图象,其中图线甲与时间轴平行,图线乙是通过坐标原点的直线,由2021/4/245图象可知( )A.甲始终处于静止状态B.甲做匀加速直线运动C.乙做匀速直线运动D.乙做匀加速直线运动2021/4/2465.火车机车原来的速度是72 km/h,在一段下坡路上

15、以a=0.2 m/s2的加速度加速行驶.机车行驶到下坡路末端,速度变为108 km/h,则机车通过这段下坡路所用的时间为( )A.50 sB. 180 sC. 200 s D. 900 s2021/4/2476.某物体做直线运动的速度时间图象(v-t图象)如图2所示.若t22t1,则根据图象中给予的信息可知( )A.0t1时间内物体的加速度大于 t1t2时间内物体的加速度 B.0t1时间内物体的加速度小于 t1t2时间内物体2021/4/248的加速度 C.0t1时间内速度的方向与 t1t2时间内速度的方向相反D.0t1时间内加速度的方向与 t1t2时间内加速度的方向相同二、非选择题2021/

16、4/2497.火车沿长直坡路向下行驶.开始时速度表上的读数是54 km/h,之后每隔5 s读取一次火车速度计上显示的数据,如下表所示.2021/4/250(1)将表格中空格处填写完整.2021/4/251(2)以速度v(v的单位用米每秒)为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系.根据表中的v、t数据,在图3所示的直角坐标系中描出与表中各时刻对应的点,画出表示列车速度随时间变化关系的图线,并用语言描述列车速度随时间变化的规律.8.一辆轿车急刹车后,经过3 s钟停止运动,已知刹2021/4/252车过程中轿车加速度的大小是5 m/s2,则汽车的初速度是多大?2021/4/253一、单项选择题1.下列说法

17、正确的是( )A.做变速直线运动的物体,其加速度是恒定不变的2021/4/254B.做匀变速直线运动的物体,其加速度是恒定不变的C.在变速直线运动中,若物体的速度随着时间不断增加,则物体做匀加速直线运动D.在变速直线运动中,若物体的速度随着时间不断减小,则物体做匀减速直线运动2021/4/2552.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是( )A.长木板不能侧向倾斜,但可以一端高一端低.B.在释放小车前,小车应靠近定滑轮那侧C.应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车2021/4/256D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实

18、验中,若打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源,则下列说法正确的是( )A.若每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为0.10 s2021/4/257B.若每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为0.08 sC.若每隔5个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为0.10 sD.若每隔5个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为0.08 s2021/4/2584.汽车刹车做匀减速直线运动,在它停止运动前,下列判断正确的是( )A.加速度越来越小B.加速度越来越大C.位移越来越小D.位移越来越大2021/4/2595.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,作出

19、的v-t图象如图1所示.则根据图象给予的信息可知( )A.在误差允许的范围内,小车运动的速度是在均匀增加的B.在误差允许的范围内,小车做变加速直线运动2021/4/260C.小车的加速度大小为 m/s2 D.小车的加速度大小为 m/s2 6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,获得打点计时器打下各计数点时小车的速度如下表所示.A2021/4/2612021/4/262为了计算小车的加速度,最合理的方法是( )A.根据任意两计数点的速度,用公式a=计算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,测量出斜线的倾角,由公式a=tan 求出加速度2021/4/263C.根据实验数据画出v-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度二、非选择题C2021/4/2647.在“探究小车