高三物理總復習精品課件實驗一研究勻變速直線運動

1、實驗一,研究勻變速直線運動,實驗準備 實驗目的,(1)練習使用打點計時器，學會用紙帶上的點來分析物體的,運動,(2)掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(saT2) (3)測定勻變速直線運動的加速度,實驗器材,打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、,鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙片,實驗過程 實驗步驟,(1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌 面，將打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電 路,(2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適 的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并將它的一端固定在小車的 后面實驗裝置如圖 S1-1 所示，放手后，看小車能否

2、在木板上 平穩(wěn)地加速滑行,圖 S1-1,(3)把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再釋放小 車，以便打點計時器在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶， 重復三次,(4)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，從便于測量的地方開始確定計數點，然后每隔四個 點取一個計數點，這樣做的好處是相鄰計數點間的時間間隔 T 0.1 s，如圖 S1-2 所示正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計 數點間的距離，并填入設計的表格中,圖 S1-2,(5)應用做勻變速直線運動的物體某一段時間內的平均速 度等于這段時間內中間時刻的瞬時速度求得各計數點對應時刻 的瞬時速度,(6)增減所掛的鉤碼數，再做兩次

3、實驗,數據處理,(1)根據表格中的 v、t 數據，在平面直角坐標系中仔細描點， 如圖 S1-3 可以看到，描出的幾個點都大致落在一條直線上,圖 S1-3,(2)作一條直線，使同一次實驗得到的點盡量落到這條直線 上，落不到直線上的點，應均勻分布在直線的兩側，這條直線,就是本次實驗的 vt 圖象,(3)由實驗得出的 vt 圖象進一步分析得出小車運動的速,度隨時間變化的規(guī)律：,分析 vt 圖象的特點可得出，小車運動的 vt 圖象是一條 傾斜的直線，如圖 S1-4 所示，當時間增加相同的值t，速度也 會增加相同的值v，由此得出結論：小車的速度隨時間均勻變 化，關系式為 vtatv0.,圖 S1-4,實

4、驗分析 誤差分析,(1)根據紙帶測量的位移有誤差,(2)電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點的時間間隔不完全相,等,(3)用作圖法作出的 vt 圖象并不是一條直線,(4)木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度,只能是所測量段的平均加速度,【自我檢測】,1(廣州海珠2013 檢測)圖 S1-5 是某同學在做勻變速直線,運動實驗中獲得的一條紙帶,(1)已知打點計時器電源頻率為 50 Hz，A、B、C、D 是紙 帶上四個計數點，每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出從 圖中讀出 A 、B 兩點間距 s _ ；C 點對應的速度是 _(計算結果保留三位有效數字),圖 S1-5 (2)如果當時電網中交變電流

5、的頻率實際是 f51 Hz，而做 實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比 _(填“偏大”“偏小”或“不變”),答案：(1)0.70 cm,0.100 m/s (2)偏小,2(惠州2013 屆調研)某同學在測定勻變速直線運動物體 的加速度時，得到了在不同拉力下的 A、B、C、D等幾條較 為理想的紙帶，并在紙帶上每五個點取一個計數點，即相鄰兩 計數點間的時間間隔為 0.1 s，將每條紙帶上的計數點都記為 0、 1、2、3、4、5，如圖 S1-6 所示甲、乙、丙三段紙帶，分別 是從三條不同紙帶上撕下的,圖 S1-6,(1)在甲、乙、丙三段紙帶中，屬于紙帶 A 的是_ (2)打 A 紙帶時

6、，物體的加速度大小是_m/s2. (3)打點計時器打下計數點 1 時小車的速度為_(保 留兩位有效數字),答案：(1)乙,(2)3.11 (3)0.46,考點1,打點計時器的使用,重點歸納 1兩種打點計時器的比較：,（續(xù)表）,2.練習使用打點計時器?？純热輾w納： (1)打點計時器是計時儀器,(2)物體運動前，應注意使物體停在靠近打點計時器的位,置,(3)使用打點計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器,打點穩(wěn)定后，再釋放連接紙帶的物體,(4)使用電火花計時器時，應把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位 于紙帶上方；使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔， 壓在復寫紙下面,(5)打點計時器不能連續(xù)工作太長

7、時間，紙帶拉出后應立即,關閉電源,典例剖析,),例1：(雙選)有關電磁打點計時器的操作，錯誤的是( A直接接 220 V 交流電源 B在拉動紙帶前一小段時間接通電源 C在拉動紙帶后的瞬間接通電源 D紙帶拉出后應立即關閉電源 答案：AC,【觸類旁通】 1當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點,痕，下列關于紙帶上點痕的說法，不正確的是(,),A點痕記錄了物體運動的時間 B點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內的位 移 C點在紙帶上的分布情況，反映了物體的質量和形狀 D紙帶上點痕的分布情況，反映物體的運動情況,解析：打點計時器打下的相鄰兩個計時點間的時間間隔為 0.02 s，A 正確；

8、相鄰兩個計時點間的距離就是運動的物體在這 0.02s 內通過的位移，間隔長度的變化情況即可反映出物體的運 動情況D 正確；紙帶上每一個點的位置，對應于一個運動的 物體的位置，點痕記錄了物體在不同時刻的位置，B 正確,答案：C,考點2,求物體的加速度和瞬時速度,重點歸納 1求被測物體在任一計數點對應時刻的瞬時速度 v：應用 做勻變速直線運動的物體某段時間內的平均速度等于該段時間 圖 S1-7,2求被測物體的加速度有三種方法：,方法三：利用 vt 圖象求加速度 求出 A、B、C、D、E、F 各點的瞬時 速度，畫出如圖 S1-8 所示的 vt 圖象，,圖線的斜率就是物體的加速度 a.,圖 S1-8,

9、典例剖析,例2：某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物 體的加速度，電源頻率 f50 Hz.在紙帶上打出的點中，選出零 點，每隔四個點取一個計數點因保存不當，紙帶被污染，如 圖 S1-9 所示，A、B、C、D 是依次排列的四個計數點，僅能讀 出其中三個計數點到零點的距離：sA16.6 mm，sB126.5 mm， sD624.5 mm.,圖 S1-9,若無法再重新做實驗，可由以上信息推知： (1)相鄰的兩個計數點的時間間隔為_s.,(2)打 C 點時物體的速度大小為_m/s(結果保留兩位,有效數字),(3)物體的加速度大小為_(用 sA、sB、,sD 和 f 表示),時點的時間間隔t0.0

10、2s，進而求出相鄰計數點的時間,思維點撥：(1)打點計時器的頻率 f50 Hz，則紙帶相鄰計,1,f,(2)做勻變速直線運動的物體，在某段時間內的平均速度等 于該段時間中間時刻的瞬時速度，可由此求得打下 C 點時物體 的速度,(3)根據做勻變速直線運動的物體相鄰相等時間內的位移,差sat2 可求得物體的運動加速度,sDsB (624.5126.5)10,解析：(1)打點計時器打出的紙帶每隔四個點選擇一個計數 點，則相鄰兩個計數點的時間間隔為T0.1 s. (2)打 C 點時物體的速度等于 BD 段平均速度，即,vC,3,2T 20.1,m/s2.5 m/s.,(3)做勻加速直線運動的物體的位移

11、特征是相鄰相等時間 間隔內的位移以 aT2 均勻增大，有 sBCsABaT2，sCDsBCaT2sAB2aT2， sBD2sAB3aT2,備考策略：在進行紙帶數據的計算時，應注意以下幾點： (1)弄清紙帶中已知的是計時點還是計數點，若是計數點，,則明確相鄰計數點間的時間間隔是多少,(2)弄清題中已知的距離是相鄰計數點間的距離還是每個 計數點到第一個計數點間的距離，若是后者應換算成相鄰計數 點間的距離,(3)計算時注意將單位轉化為國際單位制,【觸類旁通】,2(1)某同學要進行探究勻變速直線運動規(guī)律的實驗，請 在下面列出的實驗器材中，選出本實驗中不需要的器材填在橫 線上(填編號)：_.,打點計時器

12、；天平；低壓交流電源；低壓直流電 源；細繩和紙帶；鉤碼和小車；秒表；一端有滑輪的 長木板；刻度尺,(2)把紙帶的下端固定在重物上，上端用手提著，紙帶穿過 打點計時器，接通電源后釋放紙帶，重物便拉著紙帶下落紙 帶上打出一系列點，其中有一段如圖 S1-10 所示，則紙帶的 _(填“左端”或“右端”)與重物相連,圖 S1-10,(3)若電源的頻率為 50 Hz，處理實驗數據時，每隔四個計 時點取一個計數點，則每兩個計數點間的時間間隔應為 _s；圖 S1-10 所示是用打點計時器測定勻變速直線運動規(guī) 律時打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為紙帶上所取的計數點， 則vB_m/s，a_m/s2.(計算結果

13、保留兩位有效數字) (4)如果在測定勻變速直線運動的加速度時，實驗者不知道 工作電壓的頻率小于 50 Hz，這樣計算出的加速度值與其實值 相比是_(填“偏大”“偏小”或“不變”)的,(4)因由xaT2 計算加速度時，用的T 比實際的T 小，故 計算出的加速度比真實值偏大,答案：(1),(2)左端,(3)0.1,0.26,0.40,(4)偏大,考點3,實驗操作與注意事項,重點歸納 1開始時要使小車停在靠近打點計時器處，再讓小車運動， 以便在紙帶上打下足夠的點 2先接通電源再釋放小車，當小車停止運動時及時斷開電 源 3選擇點跡清晰的紙帶，在紙帶上選擇點間間隔較大的一 段內的點作為計數點，并做好標記

14、供分析用,4將紙帶平放在水平桌面上，用刻度尺測量任一計數點到,基準點間的距離并做好記錄(分段測量會增大誤差) 5細線下端懸掛適當個數的鉤碼，可以減小長度測量誤差， 一般能在約 50 cm 的紙帶上清楚地取得六、七個計數點為宜 6紙帶運動時盡量不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩,擦,典例剖析,例3：在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中， 某同學的操作步驟如下，其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏可編上 序號 G、H)_,A將小車移到靠近打點計時器處，先釋放小車，再接通,電源,B將打點計時器固定在平板上，并接好電源,C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面懸掛,適當重量的鉤碼,D取下紙帶,E將長木板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加,速運動,F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 將以上步驟完善改正并按合理順序填寫在橫線上,_.,解析：A 步驟中應先接通電源再放開紙帶，D 步驟中應先 斷開電源，使計時器停止工作，再取下紙帶；遺漏 G 步驟，換 上新紙帶重復實驗三次,答案：ADG,BEFCADG,備考策略：實驗操作是近幾年來高考?？嫉膬热?，一般以 填空的形式出現(xiàn)，具體內容參考“實驗步驟”，但要理解為什 么要這樣操作，不能死記硬背,【觸類旁通】,3.(2010 年全國卷)利用如圖 S1