高考物理復(fù)習(xí)第一章直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

試驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1/39試驗(yàn)基礎(chǔ)熱點(diǎn)定位跟蹤訓(xùn)練2/39試驗(yàn)基礎(chǔ)·了解落實(shí)

夯基礎(chǔ)3/39●注意事項(xiàng)1.兩先兩后:試驗(yàn)中應(yīng)先接通電源,后讓小車運(yùn)動(dòng);試驗(yàn)完成應(yīng)先斷開電源后取紙帶.2.預(yù)防碰撞:在抵達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停頓運(yùn)動(dòng),要預(yù)防鉤碼落地和小車與滑輪相撞.3.減小誤差:小車加速度要適當(dāng)大些,能夠減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差,加速度大小以能在約50cm紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.4.準(zhǔn)確作圖:在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取適當(dāng)單位(防止所描點(diǎn)過(guò)密或過(guò)疏,而造成誤差過(guò)大),仔細(xì)描點(diǎn)連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線.●誤差分析1.使用刻度尺測(cè)計(jì)數(shù)點(diǎn)距離時(shí)有誤差.2.作v-t圖像時(shí)出現(xiàn)作圖誤差.3.電源頻率不穩(wěn)定,造成打點(diǎn)時(shí)間間隔不完全相同.4.長(zhǎng)木板粗糙程度不均勻,小車運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度有改變?cè)斐烧`差.4/39熱點(diǎn)定位·重點(diǎn)透析

通熱點(diǎn)熱點(diǎn)一試驗(yàn)原理與操作【例1】某同學(xué)用如圖(甲)所表示試驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng).試驗(yàn)步驟以下:A.安裝好試驗(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)跡比較清楚紙帶,從便于測(cè)量點(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)合上述試驗(yàn)步驟,請(qǐng)你繼續(xù)完成以下任務(wù).5/39(1)試驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在以下儀器和器材中,必須使用有

(填選項(xiàng)代號(hào)).

A.電壓適當(dāng)50Hz交流電源B.電壓可調(diào)直流電源C.停表D.刻度尺E.天平F.重錘G.彈簧測(cè)力計(jì)?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(1)要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”隱含著什么信息.解析:(1)試驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要使用50Hz低壓交流電源;測(cè)量x1,x2,x3要使用刻度尺;試驗(yàn)中無(wú)需使用停表、天平、重錘和彈簧測(cè)力計(jì),故選A,D.答案:(1)AD6/39(2)假如小車做勻加速運(yùn)動(dòng),所得紙帶如圖(乙)所表示,則x1,x2,x3關(guān)系是

,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔是t,則打c點(diǎn)時(shí)小車速度大小是

.

?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(2)選取試驗(yàn)器材時(shí)應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)過(guò)程需要確定,比如獲取打點(diǎn)紙帶需打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作,測(cè)量長(zhǎng)度需要刻度尺.7/39(3)假如當(dāng)初電網(wǎng)中交流電源頻率變成55Hz,而做試驗(yàn)同學(xué)并不知道,那么加速度測(cè)量值與實(shí)際值相比

(填“偏大”“偏小”或“不變”).

?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(3)由打點(diǎn)紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)可經(jīng)過(guò)畫v-t圖像或逐差法求解.解析：(3)因?yàn)殡娫搭l率增大,打點(diǎn)時(shí)間間隔變小,但做試驗(yàn)同學(xué)求加速度時(shí)依然利用較大間隔時(shí)間,所以加速度測(cè)量值比實(shí)際值偏小.答案:(3)偏小8/39方法技巧分析求解運(yùn)動(dòng)量三種技巧(1)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)判斷:看相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離特點(diǎn).(2)瞬時(shí)速度求解:采取平均速度法求某一點(diǎn)瞬時(shí)速度.(3)加速度求解:計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離給定有兩種:相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離和各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)距離,計(jì)算時(shí)后者要先轉(zhuǎn)化為前者,如框圖所表示.9/39【教師備用】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律.(1)按照試驗(yàn)要求應(yīng)該

.

A.先釋放小車,再接通電源B.先接通電源,再釋放小車C.同時(shí)釋放小車和接通電源(2)本試驗(yàn)必須

.

A.要平衡摩擦力B.要求懸掛物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量C.上述兩項(xiàng)要求都不需要解析:(1)試驗(yàn)中應(yīng)該先接通電源,再釋放小車,選項(xiàng)B正確.(2)本試驗(yàn)不是驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn),只需要保持協(xié)力恒定即可,選項(xiàng)C正確.答案:(1)B(2)C10/39(3)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一個(gè)使用

(選填“交流”或“直流”)電源計(jì)時(shí)儀器,它工作電壓是4～6V,當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每隔

s打一次點(diǎn).

解析:(3)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一個(gè)使用交流電源計(jì)時(shí)儀器,當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每隔0.02s打一次點(diǎn).答案:(3)交流11/39(4)試驗(yàn)中該同學(xué)從打出若干紙帶中選取一條紙帶,如圖所表示,紙帶上按時(shí)間次序取A,B,C,D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,用刻度尺測(cè)得相鄰各點(diǎn)間距離為x1=3.62cm,x2=4.75cm,x3=5.88cm.依據(jù)紙帶數(shù)據(jù)能夠判斷小車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),理由是

(請(qǐng)用文字描述);在計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)時(shí)刻,紙帶運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度是

m/s,小車加速度是

m/s2.(以上兩空小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)

解析:(4)當(dāng)相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之差都相等時(shí),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng).vC=,T=0.1s,可求得vC=0.53m/s,由Δx=x2-x1=x3-x2=aT2,可得a=1.13m/s2.答案:(4)相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差相等0.531.1312/39熱點(diǎn)二試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析【例2】在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)中,圖(1)所表示為一次統(tǒng)計(jì)小車運(yùn)動(dòng)情況紙帶,圖中A,B,C,D,E為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T=0.1s.(1)依據(jù)紙帶可判定小車做

運(yùn)動(dòng).

?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(1)判斷質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)依據(jù)是Δx=x2-x1=x3-x2=…解析:(1)依據(jù)紙帶提供數(shù)據(jù)可知xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=12.60cm,故小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng).答案:(1)勻加速直線13/39(2)依據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度:vD=

m/s,vC=

m/s,vB=

m/s.在如圖(2)所表示坐標(biāo)系中作出小車v-t圖像,并依據(jù)圖線求出a=

.

?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(2)計(jì)算第n個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度公式為vn=.答案:(2)3.902.641.3812.60m/s2

14/39(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)速度是

m/s,此速度物理意義是

.

?關(guān)鍵點(diǎn)撥?

(3)v-t圖像斜率表示加速度.解析：(3)由圖知交點(diǎn)速度約為0.12m/s,表示零時(shí)刻小車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)速度.答案:(3)0.12表示零時(shí)刻小車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)速度15/39方法技巧物理試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖像處理方法對(duì)由試驗(yàn)獲取某兩個(gè)物理量間圖像,尤其是非常規(guī)量關(guān)系圖像,題目命制中普通圖線為直線,這類問(wèn)題應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)原理中包括物理規(guī)律找出兩物理量間函數(shù)關(guān)系式,確定圖像斜率、截距、面積等物理意義,進(jìn)而對(duì)問(wèn)題做出解答.16/39【教師備用】某同學(xué)用如圖(1)所表示裝置測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?(1)電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為

.

(2)打出紙帶如圖(2)所表示,試驗(yàn)時(shí)紙帶

(選填“甲”或“乙”)端和重錘相連;

解析:(1)依據(jù)電火花計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)和工作原理可知,其工作電壓為220V.(2)從紙帶上能夠發(fā)覺從左端到右端,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離越來(lái)越小,說(shuō)明速度越來(lái)越小,與重錘相連接紙帶先打出點(diǎn),速度較小,所以試驗(yàn)時(shí)紙帶乙端經(jīng)過(guò)夾子和重錘相連接.答案:(1)220V(2)乙17/39(3)紙帶上1到9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn),由紙帶所表示數(shù)據(jù)算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣仁?/p>

.

(4)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣日鎸?shí)值是9.8m/s2,請(qǐng)任意寫出一個(gè)測(cè)量值與真實(shí)值有差異原因

.

(4)測(cè)量值小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?可能是因?yàn)榧垘Ш痛螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器間摩擦阻力、空氣阻力等原因.答案：(3)9.4m/s2(4)紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間摩擦阻力、空氣阻力等18/39熱點(diǎn)三試驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)19/3920/3921/39新題體驗(yàn)1.(·甘肅張掖一診)物理小組同學(xué)用如圖(甲)所表示試驗(yàn)器材測(cè)定重力加速度,試驗(yàn)器材有:底座、帶有標(biāo)尺豎直桿、光電門1和2組成光電計(jì)時(shí)器(其中光電門1更靠近小球釋放點(diǎn)),小球釋放器(可使小球無(wú)初速釋放)、網(wǎng)兜.試驗(yàn)時(shí)可用兩光電門測(cè)量小球從光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2時(shí)間t,并從豎直桿上讀出兩光電門間距離h.22/39(1)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑如圖(乙)所表示,則小球直徑為

cm.

(2)改變光電門1位置,保持光電門2位置不變,小球經(jīng)過(guò)光電門2速度為v,不考慮空氣阻力,小球加速度為重力加速度g,則h,t,g,v四個(gè)物理量之間關(guān)系為h=

.

(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出-t圖線,若圖線斜率絕對(duì)值為k,依據(jù)圖線可求出重力加速度大小為

.

解析:(1)小球直徑為d=11mm+16×0.05mm=11.80mm=1.180cm.(2)不考慮空氣阻力,小球能夠看成從2到1勻減速直線運(yùn)動(dòng),故有h=vt-gt2.答案:(1)1.180(2)vt-gt2(3)2k23/392.某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體加速度,電源頻率f=50Hz.在紙帶上打出點(diǎn)中選出零點(diǎn),每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).因保留不妥,紙帶被污染,如圖所表示,A,B,C,D是依次排列4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)距離:xA=16.6mm,xB=126.5mm,xD=624.5mm.若無(wú)法再做試驗(yàn),可由以上信息推知:(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為

s;

解析:(1)電源頻率f=50Hz,所以相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔Δt==0.02s,每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔T=5Δt=5×0.02s=0.1s.答案:(1)0.124/39(2)打C點(diǎn)時(shí)物體速度大小為

m/s;(取兩位有效數(shù)字)

(3)物體加速度大小為

(用xA,xB,xD和f表示).

解析:(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)C是計(jì)數(shù)點(diǎn)B,D中間時(shí)刻點(diǎn),所以vC==2.5m/s.25/39跟蹤訓(xùn)練·即時(shí)鞏固

測(cè)效果1.(1)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)中,以下方法中有利于減小試驗(yàn)誤差是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),把每打5個(gè)點(diǎn)時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B.一定要平衡摩擦力C.舍去紙帶上開始時(shí)密集點(diǎn),只利用點(diǎn)跡清楚、點(diǎn)間隔適當(dāng)那一部分進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼個(gè)數(shù)解析:(1)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)能夠使相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔比相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間隔大,在用直尺測(cè)量這些點(diǎn)間距離時(shí),誤差較小,所以A正確;在試驗(yàn)中,只要保持小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),與是否存在摩擦力無(wú)關(guān),小車加速度應(yīng)適當(dāng)大些,假如小車運(yùn)動(dòng)加速度過(guò)小,那么打出點(diǎn)就過(guò)密,長(zhǎng)度測(cè)量誤差較大,所以小車加速度應(yīng)適當(dāng)大些,可適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼個(gè)數(shù),以增大拉力,故B錯(cuò)誤,D正確;為了減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差,應(yīng)舍去紙帶上過(guò)于密集和點(diǎn)跡不清楚點(diǎn),所以C正確.答案:(1)ACD26/39(2)“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)中,使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電源頻率為50Hz),得到如圖所表示紙帶.圖中點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,以下表述正確是

.

A.試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B.(x6-x1)等于(x2-x1)6倍C.從紙帶中可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)速率D.相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.02s解析:(2)中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于全程平均速度,所以vB=,選項(xiàng)C正確;由Δx=aT2可推得x6-x1=5(x2-x1),則選項(xiàng)B錯(cuò)誤;相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔是0.1s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;按照試驗(yàn)要求應(yīng)該先接通電源再放開紙帶,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案:(2)C27/392.某試驗(yàn)小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小滑塊運(yùn)動(dòng),打出如圖所表示紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz交流電源上,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)某次試驗(yàn)中,紙帶“B”端與小滑塊相連,依據(jù)紙帶請(qǐng)判斷該滑塊運(yùn)動(dòng)屬于

(填“勻速”“勻加速”或“勻減速”)直線運(yùn)動(dòng).

(2)從紙帶能夠測(cè)出A,B兩點(diǎn)間距離為

,滑塊加速度大小為

.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

解析:(1)由題圖知,從B點(diǎn)開始相等時(shí)間間隔內(nèi)間距依次為2.60cm,2.40cm,2.20cm,2.00cm,可判斷滑塊在相等時(shí)間內(nèi),位移差恒定,滑塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng);(2)刻度尺準(zhǔn)確度為1mm讀數(shù)應(yīng)估讀到0.1mm,則AB間距為dAB=102.0mm-10.0mm=92.0mm=9.20cm;由Δx=aT2,得a=5.00m/s2.答案:(1)勻減速(2)9.20cm5.00m/s228/393.(·浙江紹興期中)如圖是某同學(xué)做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)時(shí)取得一條紙帶.(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.A,B,C,D,E,F,G是紙帶上7個(gè)連續(xù)點(diǎn),F點(diǎn)因?yàn)椴磺宄串嫵?試依據(jù)紙帶上數(shù)據(jù),推測(cè)F點(diǎn)在刻度尺上位置,其讀數(shù)應(yīng)記為

cm.算出F點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度大小為vF=

m/s.(后一空計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案:(1)5.000.7029/39(2)請(qǐng)依據(jù)紙帶上數(shù)據(jù),作出v-t圖像.答案:(2)看法析30/39(3)依據(jù)圖像,可得t=0時(shí)速度vA=

m/s,加速度a=

m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案：(3)0.205.031/394.某同學(xué)利用如圖(甲)所表示試驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)規(guī)律.物塊在重物牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(還未抵達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測(cè)量點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離如圖(乙)所表示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.32/39(1)經(jīng)過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)

和

之間某時(shí)刻開始減速.

(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)速度大小為

m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)速度大小為

m/s.(保留三位有效數(shù)字)

解析:(1)從計(jì)數(shù)點(diǎn)1到6相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差Δx≈2.00cm,在6,7計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移比5,6之間增加了(12.28-11.01)cm=1.27cm<2.00cm,所以,開始減速時(shí)刻在計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間.