17-18版 第1章 實(shí)驗(yàn)1　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng).doc

實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)2掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(xaT2)3測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度二、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片考點(diǎn)一| 實(shí)驗(yàn)原理與操作母題某同學(xué)用如圖實(shí)11甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)甲乙圖實(shí)11實(shí)驗(yàn)步驟如下：A安裝好實(shí)驗(yàn)器材；B讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn)；C測(cè)出x1、x2、x3、結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù)：(1)實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有_(填選項(xiàng)代號(hào))A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C秒表D刻度尺E天平F重錘G彈簧測(cè)力計(jì)H滑動(dòng)變阻器(2)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是_，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是_(3)如果小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出前六段相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則小車的加速度a的表達(dá)式為：_.【答案】(1)A、D(2)x3x2x2x1(3)a借題悟法核心點(diǎn)撥1.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的不同題干部分(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6 V以下低壓50 Hz交流電源，用振針打點(diǎn)，每隔0.02 s打一次點(diǎn).(2)電火花計(jì)時(shí)器使用220 V、50 Hz的交流電源，電火花打點(diǎn)，每隔0.02 s打一次點(diǎn).2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷第(2)問第1空連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，即x2x1x3x2x4x3恒量，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).3.由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)速度的方法第(2)問第2空根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度vn.4.由紙帶用逐差法求加速度第(3)問即根據(jù)x4x1x5x2x6x33aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔)，求出a1，a2，a3，再算出a1、a2、a3的平均值a，即為物體的加速度.母題遷移在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測(cè)出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：_.A把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面E把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次F從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位在選好的開始點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測(cè)算出相鄰兩點(diǎn)間的距離G根據(jù)公式a1，a2，a3及a求出aABCDFG在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動(dòng)情況，既要減小運(yùn)動(dòng)誤差也要減小紙帶的分析誤差其中E項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源考點(diǎn)二| 數(shù)據(jù)處理與誤差分析母題如圖實(shí)12所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率f50 Hz，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.圖實(shí)12(1)下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度(保留三位有效數(shù)字)位置BCDEF速度(ms1)0.7370.8010.994(2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖實(shí)13中畫出小車的速度時(shí)間圖線圖實(shí)13(3)根據(jù)你畫出的小車的速度時(shí)間圖線計(jì)算出小車的加速度a_m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f49 Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏_(選填“大”或“小”) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492047】【答案】(1)0.8640.928(2)如圖所示(3)0.63(4)大借題悟法核心點(diǎn)撥1.計(jì)時(shí)間隔的計(jì)算題干部分(1)打點(diǎn)周期T00.02 s，與計(jì)時(shí)間隔不一定相同.(2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，計(jì)時(shí)間隔T5T00.1 s.2.瞬時(shí)速度的計(jì)算和有效數(shù)字第(1)問(1)瞬時(shí)速度用公式vn來計(jì)算.(2)有效數(shù)字的位數(shù)是從左側(cè)第1個(gè)不為零的數(shù)開始數(shù)直到右側(cè)最后1位為止.3.利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法第(2)問(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在vt坐標(biāo)系中準(zhǔn)確描出各點(diǎn).(2)用直線將各點(diǎn)連接起來，不在直線上的點(diǎn)盡量對(duì)稱地分布在直線兩側(cè).(3)注意圖線是否過原點(diǎn).4.利用圖象求解加速度的方法第(3)問(1)vt圖線的斜率即為物體的加速度.(2)選兩距離較遠(yuǎn)，讀數(shù)較準(zhǔn)確的兩點(diǎn).(3)a，注意結(jié)果符合有效數(shù)字要求.5.實(shí)驗(yàn)誤差分析第(4)問(1)電網(wǎng)頻率不穩(wěn)引起實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差.(2)測(cè)量數(shù)據(jù)及描點(diǎn)、連線作圖不準(zhǔn)引起誤差.母題遷移(2017鹽城模擬)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)獲得的一條紙帶如圖實(shí)14所示圖實(shí)14(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(2)A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x_m.(3)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是_m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為_m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)若實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際所用交流電的頻率高于50 Hz，則第(3)問中計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492048】【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t s0.02 s.(2)由于每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T0.1 s，A、B間的距離x0.30 cm0.003 0 m.(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間的平均速度，可以求出打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小vC m/s0.060 m/s.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，得a0.20 m/s2.(4)如果實(shí)驗(yàn)中實(shí)際所用交流電的頻率高于50 Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得第(3)問中計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小【答案】(1)0.02 s(2)0.003 0(3)0.0600.20 (4)偏小考點(diǎn)三| 實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新創(chuàng)新點(diǎn)1利用光電計(jì)時(shí)器研究勻變速運(yùn)動(dòng)1如圖實(shí)15所示為測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)小車的加速度的裝置，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上，測(cè)得二者間的距離為d.圖實(shí)15(1)當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時(shí)，測(cè)得兩擋光片先后經(jīng)過的時(shí)間t1和t2，則小車加速度a_.(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是()A增大兩擋光片寬度bB減小兩擋光片寬度bC增大兩擋光片間距dD減小兩擋光片間距d【解析】(1)擋光片A經(jīng)過光電門時(shí)小車的速度v1擋光片B經(jīng)過光電門時(shí)小車的速度v2由vv2ad可求得小車的加速度a.(2)兩擋光片寬度b越小，v1、v2越接近擋光片中點(diǎn)的速度，兩擋光片間距越大，v1和v2差值越大，測(cè)量小車加速度的誤差越小，故B、C正確【答案】(1)(2)BC創(chuàng)新點(diǎn)2用頻閃照相法研究勻變速運(yùn)動(dòng)2某同學(xué)獲得一豎直上拋小球的頻閃照片(如圖實(shí)16所示)，已知頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖實(shí)16(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t4時(shí)刻小球的速度v4_m/s.(2)小球上升的加速度大小約為a_m/s2.(3)對(duì)(2)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可得到的結(jié)論是_.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492049】【解析】(1)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故t4時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于t3t5時(shí)間段的平均速度，即v4 m/s3.98 m/s.(2)由xaT2得，小球的加速度大小為a102 m/s210.0 m/s2.(3)小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升過程中受到空氣阻力的作用【答案】(1)3.98(2)10.0(3)小球上升過程中受到空氣阻力的作用創(chuàng)新點(diǎn)3用滴水法研究勻變速運(yùn)動(dòng)3在暗室中用如圖實(shí)17所示裝置做“測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖實(shí)17在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會(huì)以一定的頻率一滴滴地落下用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是_.(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個(gè)水滴的距離如圖實(shí)18所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭_m/s2；第8個(gè)水滴此時(shí)的速度v8_m/s.(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)圖實(shí)18(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：_. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492050】【解析】(1)后一水滴經(jīng)過一個(gè)頻閃間隔運(yùn)動(dòng)到前一水滴的位置，可看到仿佛固定不動(dòng)的一串水滴，即頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時(shí)，水滴仿佛不動(dòng)(2)g m/s29.72 m/s2；v8 m/s2.27 m/s.(3)存在空氣阻力會(huì)對(duì)水滴的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，水滴滴落的頻率不恒定也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響【答案】見解析創(chuàng)新點(diǎn)4利用周期性運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)4如圖實(shí)19甲所示的裝置可以測(cè)量圓柱棒下落的加速度，用細(xì)線懸掛著包有白紙且質(zhì)量為1.00 kg的圓柱棒，蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)的飛輪上并隨之在額定轉(zhuǎn)速下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)燒斷懸掛圓柱棒的細(xì)線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒外面的白紙上畫出記號(hào)，如圖乙所示設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)，測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為d126.0 mm、d250.0 mm、d374.0 mm、d498.0 mm、d5122.0 mm、d6146.0 mm，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1 200 r/min”字樣根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題：甲乙圖實(shí)19(1)毛筆畫相鄰兩記號(hào)的時(shí)間間隔T_s.(2)毛筆畫下記號(hào)3時(shí)，圓柱棒下落的速度v3的計(jì)算公式為_(用物理量表示)，其大小v3_m/s；在毛筆畫下記號(hào)6時(shí)，圓柱棒的速度大小v6_m/s；棒下落的加速度a_m/s2.【解析】(1)根據(jù)題意可知：毛筆畫相鄰兩個(gè)記號(hào)的時(shí)間間隔為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1 200 r/min”字樣，即每秒轉(zhuǎn)20周，所以T0.05 s.(2)根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段