《高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 專題精講 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 專題精講 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件(51頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動研究勻變速直線運(yùn)動01主干回顧固基礎(chǔ)【考綱解讀】1了解打點(diǎn)計(jì)時器的構(gòu)造,會使用打點(diǎn)計(jì)時器2會計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時速度3會利用紙帶計(jì)算加速度4會用圖象法探究小車速度與時間的關(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)時器,利用打點(diǎn)紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律2能畫出小車運(yùn)動的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)時器(1)作用:計(jì)時儀器,每隔0.02 s打一次點(diǎn)(2)工作條件:電磁打點(diǎn)計(jì)時器:4 V6 V的交流電源電火花計(jì)時器: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刻的位置通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔,可以
2、判斷物體的運(yùn)動情況2利用紙帶判斷物體運(yùn)動性質(zhì)的方法(1)沿直線運(yùn)動的物體,若相等時間內(nèi)的位移相等,即x1x2x3,則物體做勻速直線運(yùn)動(2)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移分別為x1,x2,x3,x4,若xx2x1x3x2x4x3,則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動,且xaT2.【實(shí)驗(yàn)器材】電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時器),一端附有滑輪的長木板,小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片【實(shí)驗(yàn)步驟】1儀器安裝(1)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,把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路 (2)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,把
3、紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器,并將它的一端固定在小車的后面實(shí)驗(yàn)裝置見下圖所示,放手后,看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行2測量與記錄(1)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處,先接通電源,后放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時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,舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn),從后邊便于測量的點(diǎn)開始確定計(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)五次的時間作為時間單位,即T0.1 s,如圖所示,正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 (3)利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時
4、速度 (4)增減所掛鉤碼數(shù),或在小車上放置重物,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,對于每次實(shí)驗(yàn),描出的幾個點(diǎn)大致落在一條直線上 (2)做一條直線,使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的點(diǎn),應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象,它是一條傾斜的直線2由實(shí)驗(yàn)得出vt圖象后,進(jìn)一步分析得出小車運(yùn)動的速度隨時間變化的規(guī)律小車運(yùn)動的vt圖象是一條傾斜的直線如圖所示,當(dāng)時間增加相同的值t時,速度也會增加相同的值v,由此得出結(jié)論:小車的速度隨時間均勻變化【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,后讓小車運(yùn)動;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)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動,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,可以減小長度的測量誤差,加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 a作出速度時間圖象,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“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時,為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度,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
6、使滑輪伸出桌面B把打點(diǎn)計(jì)時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)時器處,接通直流電源后,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時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做勻變速直線運(yùn)動,同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動情況,既要減小運(yùn)動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、變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)步驟如下: A安裝好實(shí)驗(yàn)器材; B讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時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,從便于測量的點(diǎn)開始,每五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn); C測出x1、x2、x3、. 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你繼續(xù)完成下列任務(wù): (1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時器(含紙帶、復(fù)寫紙),小車,一端附有滑輪的長木板,細(xì)繩,鉤碼,導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的儀器和器材中,必須使用的有_(填選項(xiàng)代號) 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滑動變阻器 (2)如果小車做勻加速運(yùn)動,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)時器打點(diǎn)的時間間隔是t,則打c點(diǎn)時小車的速度大小是_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)時器測做勻加速直線運(yùn)動的物體的加速度,電源頻率f50 Hz,在紙帶上打出的點(diǎn)中,選出零點(diǎn),每隔4個點(diǎn)取1個計(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個計(jì)數(shù)點(diǎn),但僅能讀出其中3個計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離:xA16.6 mm,xB126.5 mm,xD624.5 mm 若無法再做實(shí)驗(yàn),可由以上信息推知: (1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔為_s; (2)打C點(diǎn)時物體的速度大小為_m/s(取2位有效數(shù)字); (3)物體的加速度大小為_(用xA、xB、xD和f表示)
9、高考對“紙帶”的命題往往從以下三個方面設(shè)置問題(1)利用連續(xù)相等時間內(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)在研究小車的運(yùn)動實(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)時器每隔0.02 s打一個點(diǎn),該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個計(jì)數(shù)點(diǎn),測量數(shù)據(jù)如圖所示,單位是cm. (1)小車做什么運(yùn)動? (2)試計(jì)算瞬時速度vB、vC、vD、vE各多大? (3)計(jì)算小車的加速度多大?解析:(1)因?yàn)橄噜彽奈灰撇顇BCABCDBCDECDEFDE常數(shù),所以小車做勻加速直線運(yùn)動(2)由圖可
10、知,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔T20.02 s0.04 s由求瞬時速度的方法可得:答案:(1)勻加速直線運(yùn)動(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)動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動,重物落地后,物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始,每5個點(diǎn)取1個計(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)時器電源的頻率為50 Hz. 通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)_和_之間某時刻開始減速 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速
11、度大小為_m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為_m/s.(保留三位有效數(shù)字) 物塊減速運(yùn)動過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,開始減速的時刻在計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間22013廣東高考(1)研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(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個記錄點(diǎn)未畫出 部分實(shí)驗(yàn)步驟如下: A測量完
12、畢,關(guān)閉電源,取出紙帶 B接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時器工作穩(wěn)定后放開小車 C將小車??吭诖螯c(diǎn)計(jì)時器附近,小車尾部與紙帶相連 D把打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:_(用字母填寫) 圖b中標(biāo)出的相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔T_s. 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時速度大小計(jì)算式為v5_. 為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a_. 變式訓(xùn)練 光電計(jì)時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時,光電計(jì)時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑塊和
13、長木板間的動摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是長小板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長木板適當(dāng)位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計(jì)時器沒有畫出,長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘實(shí)驗(yàn)時,讓滑塊從長木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時器顯示的擋光時間分別為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)滑塊通過光電門1時的速度v1_m/s,滑塊通過光電門2時的速度v2_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時的_,要使瞬時速度的測量值更接近于真實(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