物理一轮复习课件实验一研究匀变速直线运动

1、高考资源网,1,实验一：研究匀变速直线运动,1实验原理：研究物体做匀变速直线运动，最基本的是测 出位移和时间的关系，运用匀变速直线运动的规律，对纸带数 据进行处理 2器材与装置,(1)器材：小车、细绳、钩码、一端附有定滑轮的长木板、 打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、米尺、细绳、复写 纸片,高考资源网,2,(2)装置：按图 S11 所示安装实验仪器，让带有纸带的小,车在重物的拉动下运动，分析实验所得的纸带,图 S11,3注意事项,(1)开始时要把小车停在打点计时器处，再让小车运动，以,便在纸带上打下足够的点,高考资源网,3,(2)先接通电源再放开小车,(3)选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择

2、点间间隔较大的一,段内的点作为计数点，并做好标记供分析用,(4)将纸带平放在水平桌面上，用米尺测量任一计数点到基,准点间的距离并做好记录(分段测量会增大误差),(5)小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量误差，一 般能在约 50 cm 的纸带上清楚取 78 个计数点为宜 (6)纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦,高考资源网,4,4实验技巧,(1)纸带选择：从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹 清晰的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取 一个开始点 O 作为基准点，然后每 5 个点取一个计数点(或者说 每隔 4 个点取一个计数点)A、B、C、这样做的好处是相邻 记数点间

3、的时间间隔是 0.1 s，便于计算，并测出相邻计数点间 的距离 s1、s2、s3 ,(2)判断物体运动的性质：利用 s1、s2、s3可以计算相邻 相等时间内的位移差 s2s1、s3s2、s4s3如果各s 的差,高考资源网,5,.,9T,值不等于零且相差较小，可认为它们是相等的，则可以判定被 测物体的运动是匀变速直线运动 (3)求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度 v：应用 做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间 (4)求被测物体的加速度有三种方法 方法一：“逐差法”从纸带上得到 6 个相邻相等时间内,的位移，则 a,(s4s5s6)(s1s2s3) 2,高考资源网,6,(m

4、n)T,方法二：利用任意两段相邻计数点间的位移求加速度，即,a,smsn,2,，最后取平均值,方法三：利用 vt 图象求加速度求出 A、B、C、D、E、 F 各点的即时速度，画出如图 S12 所示的 vt 图线，图线的 斜率就是加速度 a. 图 S12,高考资源网,7,【跟踪训练】,1(惠州 2013 届调研)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 个点取一个计数点，即相邻两计数点 间的时间间隔为 0.1 s，将每条纸带上的计数点都记为 0、1、2、 3、4、5.如图 S13 所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从 三条

5、不同纸带 A 上撕下的，其中一条纸带 A 如图 S14 所示,图 S13,高考资源网,8,图 S14 (1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带 A 的是_ (2)打 A 纸带时，物体的加速度大小是_m/s2 (3)打点记时器打 A 纸带 1 号计数点时小车的速度为,_(保留两位有效数字),乙,0.46,解析：(1)根据匀变速直线运动的特点，可知 s12s01s34 s23s23s12，可得 s343s122s0136.11 cm23.00 cm 12.33 cm，显然乙纸带最接近(2)根据saT 2求解(3)计 数点 1 的瞬时速度等于 02 这两点间的平均速度,3.11,高考资源网,9,2在“

6、研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用 的交流电源的频率为 50 Hz，记录小车运动的纸带如图 S15 所示，在纸带上选择 6 个计数点 A、B、C、D、E、F，相邻两 计数点之间还有 4 个点未画出，各点到 A 点的距离依次是 2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.,图 S15,(1) 根据学过的知识可以求出小车在 B 点的速度为 vB ,_m/s，CE 间的平均速度为_m/s；,高考资源网,10,(2)以打 B 点时为计时起点，建立 vt 坐标系如图 S16,所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；,图 S16,(3)根据图线可得小车运动的

7、加速度为_m/s2.,高考资源网,11,解析：(1)相邻两个计数点间的时间间隔为 0.1 s,(2)vt 图象如图 1 所示,图1,高考资源网,12,(3)在 vt 图象中，图线的斜率表示加速度，即,a,0.550.25 0.3,m/s21 m/s2.,答案：(1)0.25 0.45,(2)如图 1 所示,(3) 1,高考资源网,13,题型,利用纸带求物体的加速度和瞬时速度,【例题】(2010 年重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀加 速直线运动的物体的加速度，电源频率 f50 Hz.在纸带上打出 的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点因保存不当， 纸带被污染，如图 S17 所示，A、

8、B、C、D 是依次排列的 4 个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离：sA 16.6 mm，sB126.5 mm，sD624.5 mm.,高考资源网,14,图 S17,若无法再做实验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点的时间间隔为_s；,(2)打 C 点时物体的速度大小为_m/s(结果保留两位,有效数字)；,(3)物体的加速度大小为_(用 sA、sB、sD 和,f 表示),高考资源网,15,思路点拨：(1)打点计时器的频率 f50 Hz，则纸带相邻计,(2)根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速 度等于该段时间中间时刻的瞬时速度可求得打 C 点时物体的速 度,(3)根据做

9、匀变速直线运动的物体相邻相等时间内的位移,差sat2 可求得物体的加速度,高考资源网,16,解析：(1)打点计时器打出的纸带每隔 4 个点选择一个计数 点，则相邻两计数点的时间间隔为 T0.1 s. (2)打 C 点时物体的速度等于 BD 段平均速度，即,(3)做匀加速直线运动的物体的位移特征是相邻相等时间 间隔内的位移以 aT 2 均匀增大，有 sBCsABaT 2，sCDsBCaT 2sAB2aT 2， sBD2sAB3aT 2,高考资源网,17,高考资源网,18,【触类旁通】 1(广东六校 2012 届高三联考)图 S18 所示为在“测定 匀变速直线运动的加速度”的实验中得到的一条纸带，

10、纸带上 每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取 05 六 个点，测出 15 各点到 0 点的距离如图 S18 所示 图 S18 (1)由纸带可判定小车做_运动 (2)若小车做匀变速直线运动，那么当打计数点 3 时小车的 速度为_m/s, 小车的加速度大小为_m/s2.(结果,保留三位有效数字),匀减速直线,0.504,1.50,高考资源网,19,2(2011 年广州调研)实验室常用的电磁式打点计时器用的 是低压_(填“直流”或“交流”)电源某次实验连续 打了一系列点的纸带如图 S19 所示，由此可以判断，这段纸 带的运动属于_(填“匀速”或“匀变速”)直线运动， 纸带上 AB 段运动

11、的时间 t_ s，AB 段的平均速度 v ,_ m/s.(结果保留三位有效数字),匀变速,0.08,1.15,图 S19,交流,高考资源网,20,易错点,用“逐差法”求加速度,【例题】某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验 中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸 带上确定了 A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点(每隔 4 个点 取 1 个计数点)，其相邻点间的距离如图 S110 所示打点计 时器每隔 0.02 s 打一次点 图 S110,高考资源网,21,根据以上数据： (1)计算出小车运动的加速度为 a_m/s2； (2)计算出打下 D 点时小车的瞬时速度 vD_

12、m/s； (3)计算出打下 A 点时小车的瞬时速度 vA_m/s.(以 上计算结果均保留两位小数),高考资源网,22,错因分析：没有用“逐差法”求加速度，而是用平均法， 最后只用到了s6 和s1，六个实验数据只有两个被使用，偶然误 差太大，这种方法不可取，应该用“逐差法”；在计算 A 点速 度时，误认为A 点为整个纸带上的第一个点，而A 点只是从纸 带中取得的一个较清晰的点，并不是初速度为零的那一点,正确解析：(1)用“逐差法”，s4s1s4s3s3s2s2 s13aT 2，同理，s5s23aT 2，s6s33aT 2,高考资源网,23,高考资源网,24,指点迷津：关于给出多段数据的纸带，在求

13、解加速度时， 一般会有三种想法：一是只选择里边的两小段计算，这种方法 不能用的原因是没有充分利用数据，误差较大；第二种是每两 组算出一个加速度，再求平均值，这样会把中间的数据都约掉， 也不可取；三是逐差法，这种方法可以把所有的实验数据使用 上，偶然误差小，是科学的计算加速度的方法,高考资源网,25,【纠错强化】 1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 纸带如图 S111 所示他在纸带上便于测量的地方选取第一个 计数点，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.