2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案

1、2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案年級：姓名：- 12 -實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)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)測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。2實(shí)驗(yàn)原理(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率f50 hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)。工作條件處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測

2、量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意“每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”取點(diǎn)方法是一樣的，時(shí)間間隔均為0.1 s。(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間t內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4，若xx2x1x3x2x4x3，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且xat2。利用“平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象。若vt圖象是一條傾斜的直線，則說明物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片。4實(shí)驗(yàn)步驟(1)放長木板：把帶有滑

3、輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上(如圖所示)。(2)定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的一端，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔。(3)掛鉤碼：將小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，用細(xì)繩一端連小車，另一端掛上適當(dāng)?shù)你^碼。(4)打點(diǎn)：先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，小車停止運(yùn)動(dòng)后立即關(guān)閉電源。(5)重復(fù)：換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。5數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算速度根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度，求各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度：va，vb，vc等。(2)作vt圖象建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)。畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大

4、的點(diǎn)舍去。(3)計(jì)算加速度方法一：根據(jù)a，先求出各點(diǎn)的速度，作出vt圖象，計(jì)算圖線的斜率即加速度。方法二：根據(jù)a，將紙帶數(shù)據(jù)分成時(shí)間相等的兩大段，設(shè)圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則a。6注意事項(xiàng)(1)使紙帶、小車、細(xì)繩和定滑輪在一條直線上。(2)開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。(3)先接通電源，計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止鉤碼落地，小車與滑輪碰撞。(5)選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。(6)在畫圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積上。使圖象中的點(diǎn)盡量均勻分布在圖線兩側(cè)。 實(shí)驗(yàn)原理與操

5、作1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要求：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用“46 v,50 hz”交流電源，電火花計(jì)時(shí)器用“220 v,50 hz”交流電源。2本實(shí)驗(yàn)操作順序提示：木板計(jì)時(shí)器小車通電斷電。3考查操作的熱點(diǎn)問題是：先通電再放小車，先斷電再取紙帶。題組訓(xùn)練1在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打的點(diǎn)記錄了小車的運(yùn)動(dòng)情況。某同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)時(shí)的步驟如下：a拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，放開紙帶，再接通電源；b將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上，并接好電路；c把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼；d小車停止運(yùn)動(dòng)后，直接取下紙帶；e將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔；f換上

6、新紙帶，再重復(fù)操作兩次，然后從各紙帶中選取一條點(diǎn)跡清晰的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有：(1)_；(2)_。將以上步驟完善后，其合理的順序?yàn)開。解析實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶；取紙帶前應(yīng)先斷開電源，所以錯(cuò)誤的步驟是a、d。該實(shí)驗(yàn)步驟中合理的順序?yàn)閎ecadf。答案(1)a中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶(2)d中取紙帶前應(yīng)先斷開電源becadf2(2020沭陽縣修遠(yuǎn)中學(xué)高三月考)某同學(xué)用如圖所示裝置測定重力加速度的大小，已知打點(diǎn)的頻率為50 hz，請回答：(1)除打點(diǎn)、紙帶、重物、鐵架臺(tái)、夾子、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，還必須使用的有_(填選項(xiàng)代號)。a電壓為6 v以下的交流電源b

7、電壓為220 v的交流電源c刻度尺d秒表(2)打出的紙帶如圖所示，可以判斷實(shí)驗(yàn)時(shí)重物連接在紙帶的_端(選填“左”或“右”)。(3)已知紙帶上記錄的點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打c點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度大小為_ m/s，所測得的重力加速度大小為_ m/s2。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)解析(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電源，故a正確，b錯(cuò)誤；打出的紙帶需要刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，所以需要刻度尺，故c正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是一種計(jì)時(shí)儀器，所以不需要秒表，故d錯(cuò)誤。(2)因?yàn)榧垘ё黾铀龠\(yùn)動(dòng)，所以打出的點(diǎn)間的距離會(huì)越來越大，所以重物連接在紙帶的左端。(3)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s，

8、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故c點(diǎn)速度等于ae段平均速度，故vc m/s1.17 m/s根據(jù)公式xgt2得，即g代入數(shù)據(jù)可得g m/s29.75 m/s2。答案(1)ac(2)左 (3)1.179.75 數(shù)據(jù)處理與誤差分析1計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問題(1)時(shí)間間隔：“相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)”或“每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的含義：相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s。(2)單位換算：本實(shí)驗(yàn)長度測量數(shù)據(jù)一般是“厘米”，要換算成“米”。(3)有效數(shù)字：按有效數(shù)字的要求取計(jì)算結(jié)果。2減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施(1)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。(2)多測幾組數(shù)據(jù)，用盡量多的數(shù)據(jù)計(jì)算。(3)將紙帶分

9、成等時(shí)的兩大段處理，與逐差法取平均值結(jié)果相同。(4)作vt圖象時(shí)，要適當(dāng)選取坐標(biāo)軸的單位長度，使圖象分布在坐標(biāo)平面盡量大的面積上。題組訓(xùn)練1(2020江蘇如皋模擬)某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶的一部分如圖甲所示，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為t0.10 s。該同學(xué)將紙帶從每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處截?cái)?，得?條短紙帶，再把6條短紙帶的下端對齊貼在紙上，以紙帶下端為橫軸建立直角坐標(biāo)系，并將刻度尺邊緣緊靠縱軸，其示數(shù)如圖乙所示。(以下結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)甲乙(1)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”時(shí)小車的速度大小為_ m/s。(2)小車的加速度大小為_ m/s

10、2。(3)在某次實(shí)驗(yàn)中，若該同學(xué)所用交流電的頻率小于50 hz，則加速度的測量值_(選填“”“”或“2在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示，并在其上取a、b、c、d、e、f、g 7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接周期為t0.02 s的交流電源。他經(jīng)過測量并計(jì)算得到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打b、c、d、e、f各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表：速度/(ms1)0.1220.1640.2050.2500.289對應(yīng)點(diǎn)bcdef(1)計(jì)算vf的公式為vf_(用已知量字母表示)。(2)根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，以a點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻為t0，可作出vt圖象，

11、并求物體的加速度a_m/s2。(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f51 hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實(shí)際值相比_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析(1)每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，故相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t5t0.1 s。利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得vf。(2)作出vt圖象(圖象略)，根據(jù)圖線斜率可解得a0.42 m/s2。(3)如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率為51 hz50 hz，則實(shí)際打點(diǎn)周期變小，由xat2得，加速度的測量值與實(shí)際值相比偏小。答案(1)(2)0.42(3)偏小 實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，即所謂情境新而知識舊。因

12、此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題，本實(shí)驗(yàn)中有以下創(chuàng)新點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新(a)(b)1滑塊在斜面上靠重力的分力與摩擦力的合力獲得加速度。2擋光片經(jīng)過光電門的平均速度作為滑塊速度。3平均速度的大小與擋光片的長度有關(guān)。1物塊在斜面上靠重力的分力與摩擦力的合力獲得加速度。2由紙帶確定物塊的加速度。3結(jié)合牛頓第二定律求動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1用滴水針頭替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶。2小車在水平桌面上因摩擦做勻減速運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過程的創(chuàng)新1鐵球靠重力產(chǎn)生加速度。2鐵球由a到b的時(shí)間可由數(shù)字毫秒表讀出。3鐵球的加速度由 t圖象分析得出。題組訓(xùn)練1(2019全國卷)甲乙兩位

13、同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。(1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是_。(填正確答案標(biāo)號)a米尺 b秒表 c光電門 d天平(2)簡述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。答：_(3)實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab24.5 cm、ac58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g_m/s2。(保留2位有效數(shù)字)解析利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能，通過每隔一定時(shí)間的拍攝確定小球位置，所以還必須使用的器材是米尺，將米尺豎直放置，使小球下

14、落時(shí)盡量靠近米尺，用米尺測量小球位置間的距離，利用逐差法由公式xat2，可得ag9.7 m/s2。答案(1)a(2)將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺(3)9.72(2020江蘇海安高級中學(xué)高三期末)如圖甲所示，小虎同學(xué)將氣墊導(dǎo)軌的右支撐點(diǎn)調(diào)高支成斜面，用圖示裝置測量滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑的加速度。遮光片p固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，光電門固定在導(dǎo)軌上，導(dǎo)光孔與導(dǎo)軌上的位置a對齊。讓滑塊左端位于斜面上的位置b處，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，測得ab氣墊導(dǎo)軌的距離l、遮光片的寬度及遮光時(shí)間，算出遮光片通過光電門的平均速度，視為小車左端到達(dá)a處時(shí)的速度，從而測出滑塊下滑的加速度。甲(1)小

15、虎運(yùn)用該方案測得加速度的表達(dá)式為a_。(2)為了更精確地測得小車的加速度，小芳對方案進(jìn)行了改進(jìn)：運(yùn)用同一氣墊導(dǎo)軌裝置，僅換用不同寬度的遮光片固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，讓滑塊左端位于斜面上的同一位置b處，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，記錄每次實(shí)驗(yàn)遮光片的寬度x和遮光時(shí)間t，并算出各次遮光片通過光電門的平均速度，記錄數(shù)據(jù)并作出t圖象如圖乙所示。根據(jù)圖象，滑塊左端過a處的瞬時(shí)速度大小為_ m/s，滑塊的加速度大小為_ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)乙(3)你認(rèn)為小芳的新方案中，考慮遮光片的質(zhì)量變化，在換用不同遮光片時(shí)，測得的加速度應(yīng)該_(選填“一樣”或“不一樣”)。解析(1)根據(jù)速度與時(shí)間

16、的關(guān)系得：22al，解得：a。(2)滑塊通過光電門的過程為初速度為va的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，xvatat2，則vaat，所以t圖線的斜率ka，縱軸的截距表示va的大小，則va0.30 m/s，加速度a2k2 m/s23.0 m/s2。(3)根據(jù)牛頓第二定律，滑塊下滑過程中，mgsin ma，agsin ，加速度與質(zhì)量無關(guān)，故在只更換不同遮光片時(shí)，測得的加速度是一樣的。答案(1) (2)0.300.023.00.2(3)一樣3(2020江蘇高考)疫情期間“停課不停學(xué)”，小明同學(xué)在家自主開展實(shí)驗(yàn)探究。用手機(jī)拍攝物體自由下落的視頻，得到分幀圖片，利用圖片中小球的位置來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，?shí)驗(yàn)裝置如題圖

17、1所示。圖1圖2(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球，其中最適合用作實(shí)驗(yàn)中下落物體的是_。(2)下列主要操作步驟的正確順序是_。(填寫各步驟前的序號)把刻度尺豎直固定在墻上捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放手機(jī)固定在三角架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置打開手機(jī)攝像功能，開始攝像(3)停止攝像，從視頻中截取三幀圖片，圖片中的小球和刻度如題圖2所示。已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時(shí)間間隔為 s，刻度尺的分度值是1 mm，由此測得重力加速度為_ m/s2。(4)在某次實(shí)驗(yàn)中，小明釋放小球時(shí)手稍有晃動(dòng)，視頻顯示小球下落時(shí)偏離了豎直方向。從該視頻中截取圖片，_(選填“仍能”或“不能”)用(3)問中的方法測出重力加速度。解析(1)要測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣刃枰M量減小空氣阻力的影響，所以密度大體積小的小鋼球最適合