高考物理一轮总复习实验1研究匀变速直线运动课件.ppt

实验一研究匀变速直线运动 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 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路 2 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 下边挂上合适的钩码 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在小车的后面 实验装置见上图 放手后 看小车能否在木板上平稳地加速滑行 实验要求 3 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 后放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复三次 4 从几条纸带中选择一条比较理想的纸带 舍掉开始一些比较密集的点 在后面便于测量的地方找一个开始点 以后依次每五个点取一个计数点 确定好计数始点 并标明0 1 2 3 4 测量各计数点到0点的距离x 并记录填入表中 5 计算出相邻的计数点之间的距离x1 x2 x3 6 利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1 2 3 4 5的瞬时速度 填入表格中 7 增减所挂钩码数 再做两次实验 3 注意事项 1 平行 纸带 细绳要和长木板平行 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50cm的纸带上清楚地取出6 7个计数点为宜 方法规律 2 误差分析 1 安装时纸带 细绳要与长木板平行 同时选择符合要求的交流电源的电压及频率 2 在到达长木板末端前应让小车停止运动 防止钩码落地 小车与滑轮碰撞 3 选择一条点迹清晰的纸带 舍弃点密集部分 适当选取计数点 考点1实验原理与实验操作 例1 2017届安徽芜湖检测 某同学用打点计时器测做匀加速直线运动的物体的加速度 电源频率f 50Hz 在纸带上打出的点中 选出零点 每隔4个点取1个计数点 因保存不当 纸带被污染 如图所示 A B C D是依次排列的4个计数点 但仅能读出其中3个计数点到零点的距离 xA 16 6mm xB 126 5mm xD 624 5mm 若无法再做实验 可由以上信息推知 1 相邻两计数点的时间间隔为 s 2 打C点时物体的速度大小为 m s 结果保留2位有效数字 3 物体的加速度大小为 用xA xB xD和f表示 思路剖析 1 用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度的原理是什么 2 相邻两计数点的时间间隔为多少 3 匀加速运动的相等时间间隔内的位移有什么特征 练1 2016年天津卷 某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动 1 实验中必要的措施是 A 细线必须与长木板平行B 先接通电源再释放小车C 小车的质量远大于钩码的质量D 平衡小车与长木板间的摩擦力 2 他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上 得到一条纸带 打出的部分计数点如图所示 每相邻两个计数点间还有4个点 图中未画出 s1 3 59cm s2 4 41cm s3 5 19cm s4 5 97cm s5 6 78cm s6 7 64cm 则小车的加速度a m s2 要求充分利用测量的数据 打点计时器在打B点时小车的速度vB m s 结果均保留2位有效数字 答案 1 AB 2 0 800 40 1 实验器材的分析 1 实验时需要复写纸和纸带记录点迹 需要刻度尺测量记录点迹之间的距离 2 实验时为让小车运动 需要钩码和细绳 为能打点 需要打点计时器 交流电源和导线 考点2实验器材和数据处理 例2在做 研究匀变速直线运动 的实验中 1 实验室提供了以下器材 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 交流电源 复写纸 弹簧测力计 其中在本实验中不需要的器材是 2 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T 0 02s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 3 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 4 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 思路剖析 1 本实验中需要测量哪些物理量 需要哪些器材 2 如何计算小车的瞬时速度和加速度 答案 见解析 3 小车的速度 时间关系图线如图所示 练2 2017届沈阳检测 某同学利用图甲所示的实验装置探究物块速度随时间的变化 物块放在桌面上 细绳的一端与物块相连 另一端跨过滑轮挂上钩码 打点计时器固定在桌面左端 所用交流电源频率为50Hz 纸带穿过打点计时器连接在物块上 启动打点计时器 释放物块 物块在钩码的作用下拖着纸带运动 打点计时器打出的纸带如图乙所示 图中相邻两点间有4个点未画出 根据实验数据分析 该同学认为物块的运动为匀加速运动 回答下列问题 1 在打点计时器打出B点时 物块的速度大小为 m s 在打出D点时 物块的速度大小为 m s 结果保留2位有效数字 2 物块的加速度大小为 m s2 结果保留2位有效数字 答案 1 0 560 96 2 2 0 考点3实验拓展与创新 例3现用频闪照相方法来研究物块的变速运动 在一小物块沿斜面向下运动的过程中 用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示 拍摄时频闪频率是10Hz 通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1 x2 x3 x4 已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s 数据如下表所示 重力加速度大小g 9 80m s2 思路剖析 1 频闪照相的照片与纸带上的点有什么异同 2 如何判断斜面是否粗糙的 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材 即所谓情境新而知识旧 因此做实验题应注重迁移创新能力的培养 用教材中实验的原理 方法和技巧处理新问题 对于本题物理过程旧 但情景新 数据处理属于逐差法处理纸带问题的延伸 热点题组一实验考查1 2017届河北衡水模拟 某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动 模拟精选 组合专练 甲 乙 实验步骤如下 A 安装好实验器材 B 让小车拖着纸带运动 打点计时器在纸带上打下一系列小点 重复几次 选出一条点迹比较清晰的纸带 从便于测量的点开始 每五个点取一个计数点 如图乙中a b c d等点 C 测出x1 x2 x3 结合上述实验步骤 请你继续完成下列任务 1 实验中 除打点计时器 含纸带 复写纸 小车 一端附有滑轮的长木板 细绳 钩码 导线及开关外 在下列的仪器和器材中 必须使用的有 填选项代号 A 电压合适的50Hz交流电源B 电压可调的直流电源C 秒表D 刻度尺E 天平F 重锤G 弹簧秤H 滑动变阻器 2 如果小车做匀加速运动 所得纸带如图乙所示 则x1 x2 x3的关系是 已知打点计时器打点的时间间隔是t 则打c点时小车的速度大小是 2 乙同学的纸带如图所示 按时间顺序取0 1 2 3 4 5 6七个计数点 每相邻的两计数点间都有四个点未画出 用刻度尺量出1 2 3 4 5 6点到0点的距离如图所示 单位 cm 由纸带数据计算可得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3 m s 小车的加速度大小a m s2 答案 1 匀变速直线 匀加速直线 小于 2 0 330 76 热点题组二实验拓展与创新3 2017年太原模拟 在 利用打点计时器测定匀变速直线运动加速度 的实验中 打点计时器接在50Hz的低压交变电源上 某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5点取一个计数点 共取了A B C D E F六个计数点 每相邻两个计数点间还有四个点 从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段 分别为a b c d e段 将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中 如图所示 1 若把每一段纸带的右上端连接起来 结果得到一条倾斜的直线 如图所示 由图可知纸带做 运动 且直线与x轴负方向夹角越大 说明纸带运动的加速度 填 越大 或 越小 2 从第一个计数点A开始计时 为求出0 25s时刻纸带的瞬时速度 需要测出哪一段纸带的长度 答 填 a b c d 或 e 3 若测得a段纸带的长度为10 0cm e段纸带的长度为2 0cm 则可求出加速度的大小为 m s2 答案 1 匀减速越大 2 c 3 2 0