第1章實驗一研究勻變速直線運動

1、第一章第一章 運動的描述運動的描述 勻變速直線運動勻變速直線運動實驗一研究勻變速直線運動考綱解讀 練習正確使用打點計時器練習正確使用打點計時器. 會計算紙帶上各點的瞬時速度會計算紙帶上各點的瞬時速度. 會利用紙帶計算加速度會利用紙帶計算加速度. 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 加速度加速度.知識梳理知識梳理考點一考點一考點二考點二考點三考點三考點四考點四 知識梳理【基本實驗要求】1.實驗器材電火花計時器(或 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、 、復寫紙片.2.實驗步驟(1)按照實驗原理

2、圖所示實驗裝置，把打點計時器固定在長木板 的一端，接好電源;(2)把一細繩系在小車上，細繩繞過滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面；(3)把小車?？吭诖螯c計時器處，先 ，后 ；(4)小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶；(5)換紙帶反復做三次，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析.電磁交流電源無滑輪接通電源放開小車答案 知識梳理3.注意事項(1)平行：紙帶、細繩要和 平行.(2)兩先兩后：實驗中應(yīng)先 ，后 ；實驗完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶.(3)防止碰撞：在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動，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 ，可以減小長度的

3、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個計數(shù)點為宜.長木板接通電源放開小車大些答案 知識梳理【規(guī)律方法總結(jié)】1.數(shù)據(jù)處理(1)目的通過紙帶求解運動的加速度和瞬時速度，確定物體的運動性質(zhì)等.(2)處理的方法分析物體的運動性質(zhì)測量相鄰計數(shù)點間的距離，計算相鄰計數(shù)點距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運動性質(zhì).利用逐差法求解平均加速度(如圖) 知識梳理利用平均速度求瞬時速度：vn_利用速度時間圖象求加速度a.作出速度時間圖象，通過圖象的 求解物體的加速度；b.剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度.2.依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動(1)x1、x2、x3xn是相鄰兩

4、計數(shù)點間的距離.(2)x是兩個連續(xù)相等的時間里的位移差：x1x2x1，x2x3x2.(3)T是相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔：T0.02n(打點計時器的頻率為50 Hz，n為兩計數(shù)點間計時點的間隔數(shù)).(4)xaT2，因為T是恒量，做勻變速直線運動的小車的加速度a也為恒量，所以x必然是個恒量.這表明：只要小車做勻變速直線運動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等.斜率 返回答案 考點一 基本儀器及紙帶數(shù)據(jù)處理1.關(guān)于打點計時器的使用，下列說法中正確的是()A.打點計時器一般使用46 V的直流電源B.安放紙帶時，應(yīng)把紙帶放在復寫紙的上面C.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器D.最好

5、在接通電源的同時，放開小車能充分利用紙帶，打上較多的點應(yīng)先接通電源，再釋放小車213解析答案 考點一 基本儀器及紙帶數(shù)據(jù)處理 213解析答案 考點一 基本儀器及紙帶數(shù)據(jù)處理3.如圖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，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_.(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出.從圖中讀出A、B兩點間距x_；C點對應(yīng)的速度是_(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).0.02 s1.00cm1.70cm0.70 cmt=5T=50.02s=0.10s0.100 m/s213解析答案 考點一 基本儀器及紙帶

6、數(shù)據(jù)處理認識認識“兩種儀器兩種儀器”，區(qū)別，區(qū)別“兩種點兩種點”1.打點計時器(1)作用：計時儀器，每隔0.02 s打一次點.(2)工作條件電磁打點計時器：46 V的交流電源.電火花計時器：220 V的交流電源.2.氣墊導軌：導軌小孔中噴出的氣體使滑塊處于懸浮狀態(tài)，減小滑塊與導軌間的摩擦阻力.知識小結(jié) 考點一 基本儀器及紙帶數(shù)據(jù)處理3.計時點和計數(shù)點(1)計時點和計數(shù)點的比較計時點是打點計時器打在紙帶上的實際點，兩相鄰點間的時間間隔為0.02 s；計數(shù)點是人們根據(jù)需要按一定的個數(shù)選擇的點，兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔由選擇的個數(shù)而定，如每5個點取一個計數(shù)點和每隔4個點取一個計數(shù)點，時間間隔都是0

7、.1 s.(2)紙帶上相鄰的兩點的時間間隔均相同，速度越大，紙帶上的計數(shù)點越稀疏.返回 考點二 實驗原理與實驗操作4.關(guān)于“探索小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操作，下列說法中錯誤的是()A.長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低B.在釋放小車前，小車應(yīng)停在靠近打點計時器處C.應(yīng)先接通電源，待打點計時器開始打點后再釋放小車D.要在小車到達定滑輪前使小車停止運動解析長木板不能側(cè)向傾斜，但可以一端高一端低，故選項A錯誤.546解析答案 考點二 實驗原理與實驗操作5.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：_.A.把附有滑輪的長木板放在

8、實驗桌上，并使滑輪伸出桌面B.把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C.再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D.把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面E.把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次546答案答案 考點二 實驗原理與實驗操作 答案ABCDFG546答案 考點二 實驗原理與實驗操作6.某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動. 實驗步驟如下：A.安裝好實驗器材；B.讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重

9、復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點；C.測出x1、x2、x3、.546 考點二 實驗原理與實驗操作結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列問題：(1)實驗中,除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關(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.彈簧測力計 H.滑動變阻器(2)如果小車做勻加速直線運動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是_，已知打點計時器打點的時間間隔是T，則打

10、c點時小車的速度大小是_.AD解析(2)因小車做勻加速直線運動，所以x3x2x2x1，即2x2x1x32x2x1x3b、d的中點 546返回解析答案 考點三 數(shù)據(jù)處理與誤差分析7.研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖(a)所示，其中斜面傾角可調(diào)，打點計時器的工作頻率為50 Hz，紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出. 部分實驗步驟如下：A.測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶B.接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車C.將小車停靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連D.把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是：_(用字母填寫).DCBA7

11、8答案 考點三 數(shù)據(jù)處理與誤差分析圖(b)中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T_ s.計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為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算式應(yīng)為a_. 0.10 78解析答案 考點三 數(shù)據(jù)處理與誤差分析8.實驗中，如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s.(1)根據(jù)紙帶可判定小車做_運動.(2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度：vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s.在如圖所示坐標中作出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a_.(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義是_. 勻加速直線

12、78解析答案 考點三 數(shù)據(jù)處理與誤差分析(2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度：vD_ m/s，vC_ m/s，vB_m/s.在如圖所示坐標中作出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a_. 3.90 2.641.3812.60m/s2(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義是_零時刻小車經(jīng)過A點的速度78返回解析答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新9.光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖8甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計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長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN

13、是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘.實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計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的游標卡尺測量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示.1091112 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新(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，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的_，要使瞬時速度

14、的測量值更接近于真實值，可將_的寬度減小一些.d10 mm20.05 mm10.10 mm1.010 cm1.010 1.02.5 滑塊平均速度1091112解析答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新10.現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動.在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示.拍攝時頻閃頻率是10 Hz，通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度x.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g9.80 m/s2.根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a_ m/s2(保留3位有效數(shù)字)(2)因為_，

15、可知斜面是粗糙的.單位:cm1091112 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a_ m/s2(保留3位有效數(shù)字)(2)因為_，可知斜面是粗糙的. 4.30 單位:cm1091112解析答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新11.某校研究性學習小組的同學用如圖甲所示的滴水法測量一小車在斜面上運動時的加速度.實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準)；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；隨即在撤

16、去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開.圖乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是x011.40 cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm.試問：1091112 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新(1)滴水計時器的原理與課本上介紹的_原理類似.(2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度v4_m/s，小車的加速度a_m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)打點計時器 0.20 0.19 1091112解析答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新12.如圖所示，某同學獲得一豎直上拋小球的頻閃照片圖，已知頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離.(當?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t4時刻小球的速度v4_ m/s.(2)小球上升的加速度大小約為a_