高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題精講 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)課件

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1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)01主干回顧固基礎(chǔ)【考綱解讀】1了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2會(huì)計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度3會(huì)利用紙帶計(jì)算加速度4會(huì)用圖象法探究小車(chē)速度與時(shí)間的關(guān)系，并能根據(jù)圖象求加速度【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，利用打點(diǎn)紙帶探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2能畫(huà)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象，并根據(jù)圖象求加速度【實(shí)驗(yàn)原理】1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02 s打一次點(diǎn)(2)工作條件：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：4 V6 V的交流電源電火花計(jì)時(shí)器：220 V的交流電源(3)紙帶上各點(diǎn)的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置通過(guò)研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以

2、判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況2利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法(1)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，若相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，即x1x2x3，則物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(2)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4，若xx2x1x3x2x4x3，則說(shuō)明物體在做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且xaT2.【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(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、交流電源、復(fù)寫(xiě)紙片【實(shí)驗(yàn)步驟】1儀器安裝(1)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，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路 (2)把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把

3、紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將它的一端固定在小車(chē)的后面實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)下圖所示，放手后，看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行2測(cè)量與記錄(1)把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)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)，隨后立即關(guān)閉電源換上新紙帶，重復(fù)三次(2)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T0.1 s，如圖所示，正確使用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 (3)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)

4、速度 (4)增減所掛鉤碼數(shù)，或在小車(chē)上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)【數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論】1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖象(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖，可以看到，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)大致落在一條直線(xiàn)上 (2)做一條直線(xiàn)，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線(xiàn)上，落不到直線(xiàn)上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線(xiàn)的兩側(cè)，這條直線(xiàn)就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象，它是一條傾斜的直線(xiàn)2由實(shí)驗(yàn)得出vt圖象后，進(jìn)一步分析得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線(xiàn)如圖所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值t時(shí)，速度也會(huì)增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化【注意事項(xiàng)】(1)平行：

5、紙帶、細(xì)繩要和木板平行(2)兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源，后取紙帶(3)防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地和小車(chē)與滑輪相撞 (4)減小誤差：小車(chē)的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 a作出速度時(shí)間圖象，通過(guò)圖象的斜率求解物體的加速度； b剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度02典例突破知規(guī)律考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理典例透析在做“研究勻變速直線(xiàn)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(xiàn)上：_A把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并

6、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(méi)有滑輪的一端，連接好電路 C再把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車(chē) D把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車(chē)的后面 E把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)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)，隨后立即關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)三次嘗試解答選ABCDFG.在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也要求紙帶能盡可能地直接反映小車(chē)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，而不是直流電 變式訓(xùn)練 某同學(xué)用如下圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻

7、變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)步驟如下： A安裝好實(shí)驗(yàn)器材； B讓小車(chē)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(kāi)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(xiě)紙)，小車(chē)，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，細(xì)繩，鉤碼，導(dǎo)線(xiàn)及開(kāi)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彈簧秤 H滑動(dòng)變阻器 (2)如果小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、

8、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(chē)的速度大小是_考點(diǎn)2紙帶數(shù)據(jù)的處理 典例透析某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f50 Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，但僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：xA16.6 mm，xB126.5 mm，xD624.5 mm 若無(wú)法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知： (1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)s； (2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_(kāi)m/s(取2位有效數(shù)字)； (3)物體的加速度大小為_(kāi)(用xA、xB、xD和f表示)

9、高考對(duì)“紙帶”的命題往往從以下三個(gè)方面設(shè)置問(wèn)題(1)利用連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差x2x1x3x2x4x3等于恒量進(jìn)行有關(guān)計(jì)算或判斷(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度；(3)利用xaT2(或逐差法)求a. 變式訓(xùn)練 某同學(xué)在研究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，如圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖所示，單位是cm. (1)小車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)？ (2)試計(jì)算瞬時(shí)速度vB、vC、vD、vE各多大？ (3)計(jì)算小車(chē)的加速度多大？解析：(1)因?yàn)橄噜彽奈灰撇顇BCABCDBCDECDEFDE常數(shù)，所以小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(2)由圖可

10、知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T20.02 s0.04 s由求瞬時(shí)速度的方法可得：答案：(1)勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(2)0.415 m/s0.495 m/s0.575 m/s0.655 m/s(3)2.0 m/s2考點(diǎn)3應(yīng)用紙帶分析物體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)典例透析12012山東高考某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律物塊在重物的牽引下開(kāi)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(尚未到達(dá)滑輪處)從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)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)間的距離如圖乙所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz. 通過(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(kāi)始減速 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速

11、度大小為_(kāi)m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為_(kāi)m/s.(保留三位有效數(shù)字) 物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a_m/s2.嘗試解答6 7(或7 6) 1.00 1.20 2.00從計(jì)數(shù)點(diǎn)1到6相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差x2.00 cm，在6、7計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移比5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移增加了(12.2811.01) cm1.27 cm2.00 cm，因此，開(kāi)始減速的時(shí)刻在計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間22013廣東高考(1)研究小車(chē)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖a所示，其中斜面傾角可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖b所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出 部分實(shí)驗(yàn)步驟如下： A測(cè)量完

12、畢，關(guān)閉電源，取出紙帶 B接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車(chē) C將小車(chē)停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車(chē)尾部與紙帶相連 D把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過(guò)限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：_(用字母填寫(xiě)) 圖b中標(biāo)出的相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T_s. 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5_. 為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車(chē)加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a_. 變式訓(xùn)練 光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái)現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和

13、長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)小板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén)，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0102 s和4.0103 s用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示 (1)滑塊的寬度d_cm. (2)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1_m/s，滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的_，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將_的寬度減小一些答案：(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑塊