實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)-2025屆高三物理一輪復(fù)習(xí)

高考物理總復(fù)習(xí)課件第一章

質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)一、基本原理與操作二、數(shù)據(jù)處理平行紙帶、細(xì)繩要和長木板平行靠近或遠(yuǎn)離釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置或遠(yuǎn)離定滑輪兩先兩后實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車.實(shí)驗(yàn)后先斷開電源，后取下紙帶防止碰撞在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地及小車與滑輪碰撞三、注意事項(xiàng)減小誤差小車另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，避免速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過于密集紙帶選取選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確作圖在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)(續(xù)表)考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作

【典題1】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)確地測出加速度，請將你認(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)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)起始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位.在選好的起始點(diǎn)下面記作0，往后第五個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離

解析：在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也要求紙帶盡可能地直接反映小車的運(yùn)動(dòng)情況，既要減小系統(tǒng)誤差又要減小偶然誤差.其中E項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源.答案：ABCDFG考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理與誤差分析考向1v-t圖像處理數(shù)據(jù)【典題2】(2023

年廣東佛山月考)學(xué)生甲利用如圖S1-1所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn).(1)請補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟.圖S1-1A.把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌邊.B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一端，并與電源相連接.C.把穿過打點(diǎn)計(jì)點(diǎn)器的紙帶固定在小車后面.D.把一條跨過滑輪的細(xì)繩一端拴在小車上，另一端吊一鉤碼.E.先讓小車停在______________________處，接通電源，放開小車.F.斷開電源，取下紙帶.G.換上新紙帶，重作兩次實(shí)驗(yàn).H.求出三次測量加速度的平均值，作為測量的最后結(jié)果.

(2)他在實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖S1-2所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出)，用刻度尺測量出s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm.圖S1-2(3)該同學(xué)利用測量的數(shù)據(jù)描繪v-t圖像，在描繪前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng).用平均速度Δs

Δt表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對Δt的要求是___________(填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)，該同學(xué)隨后作出v-t圖像如圖S1-3所示，觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是________________.v-t圖像斜率的物理意義是____________________.圖S1-3

(4)接著學(xué)生甲用逐差法求得小車的加速度a＝________m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).如果在測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，學(xué)生甲不知道工作電壓的頻率變?yōu)?0Hz，這樣計(jì)算出的加速度與真實(shí)值相比是________(填“偏大”“偏小”或“不變”).(5)下列方法有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是()

A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位

B.使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些

C.舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算

D.使掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)盡可能地多

答案：(1)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(3)越小越好隨著時(shí)間的增大，速度在均勻增大加速度的大小(4)0.80偏大(5)AC考向2公式處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

【典題3】某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究.物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖S1-4所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出.在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn).在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________m/s2(保留2位有效數(shù)字).圖S1-4

解析：物塊加速下滑，速度越來越大，在相等時(shí)間內(nèi)物塊的位移越來越大，剛開始時(shí)在相等時(shí)間內(nèi)的位移較小，由圖示紙帶可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的點(diǎn)是A點(diǎn).每兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t＝0.02×5＝0.1s答案：A

0.2330.75創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀位移獲取方法的創(chuàng)新1.通過位移傳感器獲取位移.2.通過頻閃照片獲取位移，此處的頻閃照片與紙帶類似，照片中小球相當(dāng)于紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)(續(xù)表)創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀速度獲取方法的創(chuàng)新讓帶有擋光片的物體通過光電門，用該段時(shí)間

內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度v＝，時(shí)間通過

光電門的計(jì)時(shí)器讀取(續(xù)表)創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀加速度獲取方法的創(chuàng)新1.第1幅圖中，用各段紙帶可“拼出”v-t圖像，進(jìn)而求出加速度.2.第2幅圖中，物體從不同的位置由靜止開始下滑，t是擋光片通過光電門的時(shí)間，x是下滑

的初位置到光電門的距離，由v＝，由v2＝2ax

聯(lián)立可得到加速度與圖像斜率的關(guān)系.3.第3幅圖中，縱坐標(biāo)是平均速度，列出直線方程，與勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式對比可得加速度(續(xù)表)

考向1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新

【典題4】某同學(xué)用圖S1-5甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.甲乙圖S1-5(1)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d，結(jié)果如圖乙所示，讀得d＝________mm.②用刻度尺測量A點(diǎn)到光電門所在位置B點(diǎn)之間的水平距離x.

③滑塊從A點(diǎn)靜止釋放(已知砝碼落地前擋光片已通過光電門).④讀出擋光片通過光電門所用的時(shí)間t.⑤改變光電門的位置，滑塊每次都從A點(diǎn)靜止釋放，測量相應(yīng)的x值并讀出t值.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以x為橫圖線如圖S1-6所示，可求得該圖線的斜率k＝________m-1·s-2.由此進(jìn)一步求得滑塊的加速度a＝________m·s-2.(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖S1-6

解析：(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，擋光片的寬度d＝6mm＋10×0.05mm＝6.50mm.答案：(1)①6.50(2)2.38×1040.503考向2實(shí)驗(yàn)?zāi)康募捌鞑牡膭?chuàng)新【典題5】(2023

年廣東茂名一模)小明用氣墊導(dǎo)軌和光電門測量滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度，如圖S1-7所示.圖S1-7(1)用游標(biāo)卡尺測遮光條寬度d.測量結(jié)果如圖S1-8所示，則d＝________mm.圖S1-8

(2)按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)器材并測出兩光電門間的距離L