《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-實驗1

直線運動的研究第一章實驗一研究勻變速直線運動欄目導航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧1一、實驗目的1．練習正確使用打點計時器，學會利用打上點的紙帶研究物體的運動．2．掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(Δs＝aT2)．3．測定勻變速直線運動的加速度．二、實驗原理1．打點計時器(如圖所示)(3)“圖像法”求加速度：由“平均速度法”求出多個點的速度，畫出v－t圖像，直線的斜率即加速度．三、實驗器材打點計時器及相應電源、紙帶、刻度尺、長木板(附滑輪)、小車、細繩、鉤碼若干、導線若干等．四、實驗步驟1．完成實驗安裝將木板放在實驗桌上(附滑輪一端要伸出桌外)，在木板上沒有滑輪的一端固定好打點計時器，接好計時器電源．將運動小車(尾部固定好紙帶)放在靠近計時器的木板一端，使紙帶穿過打點計時器的限位孔，車的前端通過細線跨過定滑輪吊上鉤碼，調節(jié)滑輪使牽引小車的細線保持水平，如圖所示．2．進行實驗操作接通打點計時器電源，將小車由靜止釋放(從靠近計時器處)，在記錄小車運動的紙帶上打出一系列點．換紙帶重復三次，選擇一條理想的紙帶進行實驗數(shù)據(jù)分析．3．測量實驗數(shù)據(jù)在所選的紙帶上標明各計數(shù)點，并分別加以編號，用刻度尺量得各相鄰計數(shù)點間的距離，并將它們填入實驗數(shù)據(jù)記錄表中．五、注意事項1．細繩盡可能與木板平行，以確保細繩對小車的拉力不變．2．開始釋放小車時，小車應盡量靠近打點計時器，實驗中應先接通電源后釋放紙帶．3．小車的加速度應適當大一些，在紙帶長約50cm的范圍內清楚地取7或8個計數(shù)點為宜．4．應采取一些防范措施防止鉤碼落地撞壞以及小車跟定滑輪相撞．5．要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點(一般把計時器打出的5個點作為1個計數(shù)點)，選取的計數(shù)點不少于6個．6．不要分段測量各段位移，應盡可能地一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離)．讀數(shù)時估讀到毫米的下一位．六、誤差分析本實驗參與計算的量有s和T，因此誤差來源于s和T.(1)相鄰兩計數(shù)點之間的距離s測量不夠精確．(2)電源的頻率不穩(wěn)定使T不穩(wěn)定．夯基題組1．(2017屆上海校級模擬)(1)某同學在做“用打點計時器探究勻變速直線運動速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，所用交流電源的頻率為50Hz，打相鄰兩個點對應的時間間隔是________(只需填字母代號)．A．0.02s

B．50s

C．0.1s

D．0.01s(2)下表是某實驗小組在“探究橡皮條做功與小車速度變化關系”實驗中得到的數(shù)據(jù)．a．用圖像方法對表中的數(shù)據(jù)作出分析，請在給定的坐標紙中作出相關物理量的函數(shù)圖像．b．根據(jù)圖像，你能得到的實驗結論為_________；在表中提供的實驗數(shù)據(jù)中，第_______次的數(shù)據(jù)誤差較大.實驗次數(shù)123456小車的最大速度/(m·s－1)1.001.411.731.992.312.45橡皮條做功/W123456【答案】(1)A

(2)a.圖像如下所示b．速度平方的變化量與橡皮條做的功成正比5【解析】(1)所用交流電源的頻率為50Hz，打相鄰兩個點對應的時間間隔是T＝0.02s，故A正確，B、C、D錯誤．(2)根據(jù)“探究橡皮條做功與小車速度變化關系”實驗中得到的數(shù)據(jù)，可知，選取小車最大速度的平方為縱坐標，取橡皮條做功為橫坐標，結合描點，作出如圖所示的圖像，由圖像可知，速度平方的變化量與橡皮條做的功成正比，根據(jù)圖像，結合在表中提供的實驗數(shù)據(jù)，第5次的數(shù)據(jù)誤差較大．2．在研究變速直線運動的實驗中，算出小車經過各計數(shù)點的瞬時速度如下：計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應的時刻/s0.10.20.30.40.50.6通過計數(shù)點時的速度/(cm·s－1)44.062.081.0100.0110.0168.0x1/cmx2/cmx3/cmx4/cm8.209.3010.4011.50考點各個擊破2例1

在做“研究勻變速直線運動”實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：____________________.A．把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面B．把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C．再把1條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D．把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面考點1對實驗步驟的考查解析：在實驗中要盡可能地保證小車做勻變速直線運動，同時也要求紙帶盡可能地直接反映小車的運動情況，既要減小運動誤差，也要減小紙帶的分析誤差．其中E項中的電源應采用交流電源，而不是直流電源．答案：ABCDFG練1在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，某同學的操作步驟如下，其中錯誤的步驟有________．A．拉住紙帶，將小車移到靠近打點計時器處先放開紙帶，再接通電源．B．將打點計時器固定在平板上，并接好電源．C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上合適的鉤碼．D．取下紙帶．E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運動．F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔______________．將以上步驟完善并填寫在橫線上(遺漏的步驟可編上序號G，H，…)；實驗步驟的合理順序為________________．【答案】AD

G．換上新紙帶重復實驗三次BEFCADG【解析】A中應先接通電源再放開紙帶，D中先斷開電源，使計時器停止工作，再取下紙帶；遺漏步驟G：換上新紙帶重復實驗三次．例2

(2016年天津卷)某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動．(1)實驗中，必要的措施是______．A．細線必須與長木板平行B．先接通電源再釋放小車C．小車的質量遠大于鉤碼的質量D．平衡小車與長木板間的摩擦力考點2對實驗原理及數(shù)據(jù)處理的考查(2)他實驗時將打點機器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm，則小車的加速度a＝____m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù))，打點計時器在打B點時小車的速度vB＝________m/s.(結果均保留2位有效數(shù)字)解析：(1)為了讓小車做勻加速直線運動，應使小車受力恒定，故應將細線與木板保持水平；同時為了打點穩(wěn)定，應先開電源再放紙帶，故A、B正確；本實驗中只是研究勻變速直線運動，故不需要讓小車的質量遠大于鉤碼的質量，只要能讓小車做勻加速運動即可，故C錯誤；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D錯誤．(2)每兩個計數(shù)點間有四個點沒有畫出，故兩計數(shù)點間的時間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s.練2

(2017屆黃岡校級模擬)在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中．(1)某同學采用如圖所示的裝置進行實驗，________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，________(填“需要”或“不需要”)測量小車的質量．(2)某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個計數(shù)點(圖中每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個打點計時器打下的點未畫出)，打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點O對齊．(2)某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個計數(shù)點(圖中每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個打點計時器打下的點未畫出)，打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點O對齊．由以上數(shù)據(jù)可計算出打點計時器在打A、B、C、D、E各點時物體的速度，其中D點的速度應該為______m/s.整個過程中小車的平均加速度為______m/s2.(以上結果均保留2位有效數(shù)字)【答案】(1)不需要不需要(2)0.20

0.38知道打點計時器的工作原理，根據(jù)電流方向的變化間隔打點，熟練使用打點計時器．紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．這種等效替代的方法減小了解題難度．例3

(2016年衡水中學調研)在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、50Hz交流電源．他經過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表：考點3用圖像法處理紙帶數(shù)據(jù)并應用運動知識求解對應點BCDEF速度/(m·s－1)0.1410.1800.2180.2620.301(1)設電火花計時器的周期為T，計算vF的公式為vF＝________；(2)根據(jù)(1)中得到的數(shù)據(jù)，以A點對應的時刻為t＝0，試在圖乙所示坐標系中合理地選擇標度，作出v－t圖像．(3)利用該圖像求物體t＝0時刻的速度v＝____m/s(結果保留2位有效數(shù)字)．(4)利用該圖像求物體的加速度a＝__________m/s2(結果保留2位有效數(shù)字)．(5)如果當時電網中交變電流的電壓變成210V，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．練3

(2017年襄陽四校期中聯(lián)考)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖所示是一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，每相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，交流電的頻率為50Hz.(1)在打點計時器打B、C、D點時，小車的速度分別為(保留3位有效數(shù)字)vB＝______m/s；vC＝______m/s；vD＝______m/s.(2)在如圖所示的坐標系中畫出小車的v－t圖像．(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是______，此速