2022年高考物理一轮复习 第04讲 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动（讲）

2022年高考物理一轮复习 第04讲 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动（讲）1直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及vt图象是本章的难点。2注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。3本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助。第04讲 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动1.了解打点计时器的构造，会使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度1 实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片2 实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析3 数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等(2)处理的方法分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质利用逐差法求解平均加速度，利用平均速度求瞬时速度：利用速度时间图象求加速度4. 注意事项(1)平行：纸带、细绳要和木板平行(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜a作出速度时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度5 依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法(1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的距离(2)x是两个连续相等的时间里的位移差：x1x2x1，x2x3x2.(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)(4)xaT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以x必然是个恒量这表明：只要小车做匀加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等.典型案例在某次实验中，图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，其中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1 s。(1)根据纸带上相等时间间隔位移差为_，可判定小车做_运动。(2)计算各点瞬时速度，vB_ m/s，vC_ m/s，vD_ m/s。(3)以打A点为计时起点，在图2所示坐标中作出小车的vt图线_，并根据图线求出a_。(4)图线与纵轴交点的物理意义是_。【答案】 定值 计数点间距依次增大 匀加速直线 1.38 2.64 3.90 12.6 m/s2【解析】(1)由图示纸带可知：BC-AB=CD-BC=DE-CD=12.6cm，由此可知，物体在相邻相等时间间隔内的(3)应用描点法作图，v-t图象如图所示，(4)v-t图线延长与纵轴相交，交点速度表示计数点A对应的速度【点睛】熟练应用匀变速运动规律，即可正确求出物体的瞬时速度；本题的难点是作v-t图象，求加速度，一定要掌握描点法作图的方法针对练习1在做“研究匀变速直线运动”的实验中：(1)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T0.02 s，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_; _.位置BCDEF速度(ms1)0.7370.8010.994(2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度时间关系图线_(3)根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度a_m/s2.【答案】 0.864 m/s 0.928 m/s 图像：0.65 m/s2.【解析】（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知（2）以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度时间关系图线（3）小车的加速度针对练习2研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图（b）所示，图中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。（1）部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_（用字母填写）。（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_s。（3）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_（用T、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示）。【答案】 DCBA 0.1s 点睛：“逐差法”可充分利用数据，减小误差。