2012届高考物理第一轮能力提升复习-实验：研究匀变速直线运动

1、2012 届高考物理第一轮能力提升复习 :实验：研究匀变速直线运动 第五课时实验：研究匀变速直线运动【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】1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，si、S2、S3、 为相邻两计数点间的距离，若 s=s2-s

2、仁 s3s2 二. 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-s 仁 s5-s2=s6-s3=3aT(2T 为相邻两计数点间的时间间隔)，求出、,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，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。知识点一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

3、，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。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 1】（盐

4、城市 08 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 50Hz。 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 A：由,取平均值 g=8.667m/s2;方法 B：由取平均值 g=8.673m/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

5、 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:（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 S&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

6、；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 78 个计数点为宜； 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【应用 2】（启东 08 届高三调研测试）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

7、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.

8、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：（1） v-1 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【应用 3】 （ 07 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

9、、101.0mm,已知电动机铭牌上标有“ 1500/min”字样，由此研究圆柱棒的运动情况。（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二m/s 圆柱棒竖直下落的加速度 a= m/s2. 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= 0.04s;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

10、速度 a= 9.4m/s21一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 1S。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 8m,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. （ 2007 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 50Hz 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,

11、在 这点下标明 A,第六个点下标明 B,第一个点下标明 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 14.56cm, CD 长为 11.15cm, DE 长为 13.73cm，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 08 届高三一轮复习测试卷） 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u =_m/s4（广东东莞中学 07 届高三模拟试题。 11）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等几条较为理想的纸带，并在纸带上每 5 个点