2019年高考物理 考點(diǎn)一遍過 專題04 實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng).doc
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2019年高考物理 考點(diǎn)一遍過 專題04 實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 一、實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理方法 1.判定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) (1)若紙帶上各相鄰點(diǎn)間距相等,則物體做勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T,計(jì)算各個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移的差Δx,若Δx=aT2(恒量),則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 2.某點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算 根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度:vn=,即n點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于(n–1)點(diǎn)和(n+1)點(diǎn)間的平均速度。 3.加速度的計(jì)算:一般有兩種方法 (1)利用“逐差法”求加速度 由于物體做勻變速運(yùn)動(dòng),所以滿足在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移差相等,即Δx=aT2,可得a=。但利用一個(gè)Δx求得的加速度偶然誤差太大,為了減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差,分析紙帶時(shí),紙帶上的各段位移最好都用上,方法如下: (a)如圖所示,若為偶數(shù)段,設(shè)為6段,則,,,然后取平均值,即 或由直接求得; (b)若為奇數(shù)段,則中間段往往不用,如5段,則不用第三段,則,,然后取平均值,即;或去掉一段變?yōu)榕紨?shù)段由; (2)先求出第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度(一般要5點(diǎn)以上),然后作出v–t圖象,用v–t圖象的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。 二、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) (1)平行: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,后讓小車運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源,后取紙帶。 (3)防止碰撞:在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。 (4)減小誤差:小車的加速度宜適當(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6~7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 a.作出速度—時(shí)間圖象,通過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。 三、依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法 (1)x1、x2、x3…xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。 (2)Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移差:Δx1=x2–x1,Δx2=x3–x2…。 (3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔:T=0.02n(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz,n為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間計(jì)時(shí)點(diǎn)的間隔數(shù))。 (4)Δx=aT2,因?yàn)門是恒量,做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車的加速度a也為恒量,所以Δx必然是個(gè)恒量。這表明:只要小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差就一定相等。 (xx高三理綜物理最新信息卷)實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ,提供的器材有:帶定滑輪的長(zhǎng)木板,有凹槽的木塊,質(zhì)量為20 g的鉤碼若干,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源,紙帶,細(xì)線等。實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下,剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中,保持長(zhǎng)木板水平,利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度。 (1)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,得到一條紙帶,從某個(gè)清晰的打點(diǎn)開始,依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6,分別測(cè)出位置0到位置3、位置6間的距離,如圖乙所示。已知打點(diǎn)周期T=0.02 s,則木塊的加速度a=__。 (2)將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端,改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m,測(cè)得相應(yīng)的加速度a,作出a–m圖象如圖丙所示。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑒t木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________。(保留兩位有效數(shù)字) (3)實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 【參考答案】(1)3.33 (2)0.34 (3)不需要 (3)實(shí)驗(yàn)中沒有采用細(xì)線拉力等于重力,所以不需要滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。 1.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,接通電源與釋放紙帶(或物體),這兩個(gè)操作時(shí)刻的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是 A.先接通電源,后釋放紙帶 B.先釋放紙帶,后接通電源 C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D.先接通電源或先釋放紙帶都可以 【答案】A 【解析】因?yàn)檎麄€(gè)實(shí)驗(yàn)過程非常短暫,如果先釋放紙帶后接通電源,則在紙帶上打出的點(diǎn)跡非常少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差;同時(shí)先打點(diǎn)再釋放紙帶,可以使打點(diǎn)穩(wěn)定,提高紙帶利用率,可以使紙帶上打滿點(diǎn),故A正確。 如圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。 (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為________s。 (2)A、B、C、D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x=________cm;C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是____________m/s。 【參考答案】(1)0.02 (2)0.70 0.10 【名師點(diǎn)睛】要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用。 1.(xx山東實(shí)驗(yàn)中學(xué))某實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃做“探究滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)”實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示 (1)某同學(xué)打出了所示的一條紙帶,每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來,紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz,該滑塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s2,(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出的小車加速度a與傳感器示數(shù)F的關(guān)系圖像如圖3所示,則滑塊和滑輪的總質(zhì)量為__________kg?;瑝K與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為___________(g=10 m/s2)(結(jié)果均保留1位有效數(shù)字) 【答案】(1)1.95 (2)0.5 0.2 1.(1)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列說法中正確的是 A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是4~6 V的直流電源 B.在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),先讓物體運(yùn)動(dòng),后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 C.使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小 D.紙帶上打的點(diǎn)越密,說明物體運(yùn)動(dòng)得越快 (2)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中電源頻率為50 Hz,如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數(shù)點(diǎn),相鄰記數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出,設(shè)A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn) ①BE間的平均速度= m/s。 ②C點(diǎn)的瞬時(shí)速度vC= m/s。 ③小車的加速度a= m/s2。 2.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。其中交變電流的頻率為50 Hz,如圖給出了該次實(shí)驗(yàn)中,從A點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶,其中A、B、C、D、E、F、G都為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離分別為:d1=1.40 cm,d2=3.29 cm,d3=5.69 cm,d4=8.59 cm,d5=12.00 cm,d6=15.90 cm。 (1)如果該紙帶A端與小車相連,則小車的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)? (選填“A→B”或“B→A”),且小車做 (填“勻加速”“勻減速”或“變加速”)直線運(yùn)動(dòng)。 (2)在打計(jì)數(shù)點(diǎn)F時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度為vF= m/s,小車的加速度大小為a= m/s2。 (本小題計(jì)算結(jié)果數(shù)值均保留兩位有效數(shù)字) (3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓略偏小,但仍然穩(wěn)定。而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 3.(xx廣東佛山順德區(qū))某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。實(shí)驗(yàn)中將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在豎直方向上,質(zhì)量為m1的物體A與質(zhì)量為m2的物體B(m1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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