高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1必備知識(shí)

·

整合

一、實(shí)驗(yàn)裝置

必備知識(shí)

·

整合

一、實(shí)驗(yàn)裝置?2將小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連考點(diǎn)二利用閃光照相技術(shù)測(cè)速度和加速度(1)“平均速度法”求瞬時(shí)速度,即vn=?,如圖所示。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。(1)直接分析圖像的特點(diǎn)得出。(3)由所畫出的?-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=(1)根據(jù)測(cè)量計(jì)算得出的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。將小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。72

m/s2,小球在位置A的瞬時(shí)速度vA=用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。例4利用如圖所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)改變光電門甲的位置進(jìn)

行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之

間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.10)

m/s2。(2)“逐差法”求加速度,即a1=?,a2=?,a3=?,然后取平均值,即?=(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。二、實(shí)驗(yàn)原理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用:計(jì)時(shí)儀器,每隔

0.02s

打一次點(diǎn)。(2)工作條件:a.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:約為8V的

交流

電源。b.電火花計(jì)時(shí)器:

220V

的

交流

電源。(3)紙帶上各點(diǎn)的意義:a.表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。b.通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔,可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連二、實(shí)驗(yàn)原理32.利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,若相等時(shí)間內(nèi)的位移相同,即x1=x2=x3=…,則物體做

勻速

直線運(yùn)動(dòng)。(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1,x2,x3,x4,…,若Δx=x2-x1

=x3-x2=x4-x3=…,則說明物體在做

勻變速

直線運(yùn)動(dòng),且Δx=

aT2

。3.速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法”求瞬時(shí)速度,即vn=

,如圖所示。

2.利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法4(2)“逐差法”求加速度,即a1=

,a2=

,a3=

,然后取平均值,即

=

,這樣可以使所給數(shù)據(jù)得到充分利用,以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)“圖像法”求加速度,即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度,畫出v-t圖,

圖線的

斜率

即加速度。(2)“逐差法”求加速度,即a1=?,a2=?,a3=?,然5三、實(shí)驗(yàn)步驟1.按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源。2.把細(xì)繩一端固定在小車上,跨過定滑輪后在另一端掛適量的鉤碼,讓紙帶穿

過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車后面。3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開小車。4.小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,斷開電源,取下紙帶。5.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。三、實(shí)驗(yàn)步驟6四、數(shù)據(jù)處理1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。

(1)根據(jù)測(cè)量計(jì)算得出的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)。(2)作一條直線,使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量多地落到這條直線上,落不到

直線上的各點(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)得出的v-t圖四、數(shù)據(jù)處理7線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。2.由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

(1)直接分析圖像的特點(diǎn)得出。小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像是一條傾斜的直線,如圖所

示,當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt時(shí),速度也會(huì)增加相同的值Δv,由此得出結(jié)論:小車

的速度隨時(shí)間均勻變化。線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。8(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得出。既然小車的v-t圖像是一條傾斜的直線,那么v

隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v=kt+b,顯然v與t呈線性關(guān)系,小車的速度隨時(shí)間均勻

變化。3.用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。若紙帶上計(jì)數(shù)段為偶數(shù),直接分為

前后兩段計(jì)算,若紙帶計(jì)數(shù)段為奇數(shù),可以舍掉首段或中間一段進(jìn)行計(jì)算。(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得出。既然小車的v-t圖像是一條傾斜9實(shí)驗(yàn)室利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小滑塊做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況,打出如圖所示

的紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。請(qǐng)回答下列問題:(1)紙帶的

B

(選填“A”或“B”)端與小滑塊相連,紙帶上AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)

間為

0.08s

。(2)根據(jù)紙帶請(qǐng)判斷該滑塊的運(yùn)動(dòng)屬于

勻減速

(選填“非勻減速”或

“勻減速”)直線運(yùn)動(dòng)。(3)從紙帶可以測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的距離為

9.20cm

,滑塊的加速度大小為

5.00m/s2

。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)10關(guān)鍵能力

·

突破

考點(diǎn)一利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度1.注意事項(xiàng)(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)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(dòng);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(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止鉤碼落地,小車與

滑輪碰撞。關(guān)鍵能力

·

突破

考點(diǎn)一利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度(4)減小誤差:小車的加速度要適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差,加速度大

小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6~7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。2.紙帶數(shù)據(jù)的分析和運(yùn)用(1)利用連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差等于恒量進(jìn)行有關(guān)計(jì)算或判斷。(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度。(3)利用Δx=aT2(或逐差法)求a。(4)減小誤差:小車的加速度要適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤例1某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

圖1(1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含交流電源、紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板和重物

外,在下面的器材中,必須使用的是

A

(選填選項(xiàng)前的字母)。A.刻度尺

B.秒表

C.天平例1某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是

DCBA

(用字母填寫)。A.關(guān)閉電源,取下紙帶B.接通電源后,放開小車C.將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔(3)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶如圖2所示,在紙帶上依次取O、A、B、C、D……

若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出打點(diǎn)時(shí)小車的速度v。

圖2(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是

DCBA

(用字以v為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),作出如圖3所示的v-t圖像。根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=

1.4~1.5

m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

圖3解析(1)需要對(duì)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距進(jìn)行測(cè)量,故還需要刻度尺。(2)按照實(shí)驗(yàn)排列即

可。(3)v-t圖線的斜率等于加速度。以v為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),作出如圖3所示的v-t圖像。根據(jù)圖方法總結(jié)利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩種方法:(1)觀察速度是否隨時(shí)間均勻變化。(2)看是否滿足連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差值相等,即Δx=aT2=定值。方法總結(jié)例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如

下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源。換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。(3)從紙帶可以測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的距離為9.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。00m/s2

。,這樣可以使所給數(shù)據(jù)得到充分利用,以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。10)

m/s2。解析滑塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),反過來也可以看成是初速度為vt

的沿斜面向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),由位移公式有s=vtt-?at2。例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:約為8V的交流

電源。(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度。利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法④該圖像縱軸截距表示小車的速度v0=0.②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.以?為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出?與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出?-t圖線。表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。(2)看是否滿足連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差值相等,即Δx=aT2=定值。根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=1.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。10)

m/s2。(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,若相等時(shí)間內(nèi)的位移相同,即x1=x2=x3=…,則物體做比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間

隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中0、1、2、…、6點(diǎn)所示。

c.測(cè)量1、2、3、…、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記作:x1、x2、x3、…、x6。d.通過測(cè)量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好e.分別計(jì)算出x1、x2、x3、…、x6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值

、

、

、…、

。f.以

為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出

與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出

-t圖線。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你解答下列問題:①實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及

開關(guān)外,在下面的器材中,必須使用的有

A

和

C

。(填選項(xiàng)代號(hào))A.電壓合適的50Hz交流電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺

e.分別計(jì)算出x1、x2、x3、…、x6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值?、D.秒表

E.天平

F.重錘②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=

2.98(2.97~2.99)

cm,x5=

13.20(13.19~13.21)

cm。

③該同學(xué)在圖中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出D.秒表

由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。08s,?=?cm/s=37.④根據(jù)?-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=0.線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。/s),同理得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的坐標(biāo)為(0.表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。以?為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出?與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出?-t圖線。例3如圖為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片,它的閃光頻率是30Hz,從某個(gè)

稍大些位置間隔開始測(cè)量,照片上邊數(shù)字表示的是這些相鄰間隔的序號(hào),下邊

的數(shù)據(jù)是用刻度尺量出其中間隔的長(zhǎng)度(單位是cm)。改變光電門甲的位置進(jìn)

行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之

間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。一斜面上安

裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可

移動(dòng)。72×?m/s≈2.(2)按照實(shí)驗(yàn)排列即

可。②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.72m/s2;對(duì)1到2位置,由x=v0t+?gt2,代入數(shù)據(jù)解得v0≈2.用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1,x2,x3,x4,…,若Δx=x2-x1

=x3-x2=x4-x3=…,則說明物體在做勻變速

直線運(yùn)動(dòng),且Δx=

aT2

。與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出

-t圖線。

由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)④根據(jù)

-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=

0.18(0.16~0.20)

m/s;它在平板上運(yùn)動(dòng)的加速度a=

4.80(4.50~5.10)

m/s2。④根據(jù)?-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=0.解析①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須與交流電源配合使用,選A。還必須使用刻度尺測(cè)

量0計(jì)數(shù)點(diǎn)與其他計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,選C。②由題圖可知x2=2.98cm,x5=13.20cm。③因t2=0.08s,

=

cm/s=37.25cm/s,故計(jì)數(shù)點(diǎn)2的坐標(biāo)為(0.08s,37.25cm/s),同理得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的坐標(biāo)為(0.20s,66.00cm/s)。由勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得

=v0+

at,故

-t圖線為一條傾斜直線,如答案圖所示。④該圖像縱軸截距表示小車的速度v0=0.18m/s。斜率k=

a=2.40m/s2,所以a=4.80m/s2。解析①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須與交流電源配合使用,選A。還必須使用刻考點(diǎn)二利用閃光照相技術(shù)測(cè)速度和加速度例3如圖為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片,它的閃光頻率是30Hz,從某個(gè)

稍大些位置間隔開始測(cè)量,照片上邊數(shù)字表示的是這些相鄰間隔的序號(hào),下邊

的數(shù)據(jù)是用刻度尺量出其中間隔的長(zhǎng)度(單位是cm)。根據(jù)所給的兩個(gè)數(shù)據(jù)

求出小球加速度的測(cè)量值g=

9.72

m/s2,小球在位置A的瞬時(shí)速度vA=

2.47

m/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

考點(diǎn)二利用閃光照相技術(shù)測(cè)速度和加速度例3如圖為小球做自由解析由題圖可知0.131m-0.077m=5×g×

,解得g=9.72m/s2;對(duì)1到2位置,由x=v0t+

gt2,代入數(shù)據(jù)解得v0≈2.15m/s,則vA=v0+gt=2.15m/s+9.72×

m/s≈2.47m/s。解析由題圖可知0.131m-0.077考點(diǎn)三利用光電門測(cè)速度和加速度例4利用如圖所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。一斜面上安

裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可

移動(dòng)。當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí),與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)

器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t。改變光電門甲的位置進(jìn)

行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之

間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。考點(diǎn)三利用光電門測(cè)速度和加速度例4利用如圖所示的裝置可測(cè)s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4

/(m·s-1)1.711.621.551.451.341.22s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.(1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門

乙時(shí)的瞬時(shí)速度vt、測(cè)量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是

=-

at+vt(或?qū)懗蓅=-

at2+vtt也可)

;(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),在給出的坐標(biāo)紙上畫出

-t圖線;(1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊(3)由所畫出的

-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=

2.0(答案在1.8~2.2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。解析滑塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),反過來也可以看成是初速度為vt

的沿斜面向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),由位移公式有s=vtt-

at2。由于要畫

-t圖線,所以可將s=vtt-

at2變形得

=-

t+vt,可知圖線的斜率k=-

,則a=-2k=2.0m/s2。(3)由所畫出的?-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=解析第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)30必備知識(shí)

·

整合

一、實(shí)驗(yàn)裝置

必備知識(shí)

·

整合

一、實(shí)驗(yàn)裝置?31將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連考點(diǎn)二利用閃光照相技術(shù)測(cè)速度和加速度(1)“平均速度法”求瞬時(shí)速度,即vn=?,如圖所示。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。(1)直接分析圖像的特點(diǎn)得出。(3)由所畫出的?-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=(1)根據(jù)測(cè)量計(jì)算得出的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。72

m/s2,小球在位置A的瞬時(shí)速度vA=用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。例4利用如圖所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)改變光電門甲的位置進(jìn)

行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之

間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.10)

m/s2。(2)“逐差法”求加速度,即a1=?,a2=?,a3=?,然后取平均值,即?=(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。二、實(shí)驗(yàn)原理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用:計(jì)時(shí)儀器,每隔

0.02s

打一次點(diǎn)。(2)工作條件:a.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:約為8V的

交流

電源。b.電火花計(jì)時(shí)器:

220V

的

交流

電源。(3)紙帶上各點(diǎn)的意義:a.表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。b.通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔,可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連二、實(shí)驗(yàn)原理322.利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,若相等時(shí)間內(nèi)的位移相同,即x1=x2=x3=…,則物體做

勻速

直線運(yùn)動(dòng)。(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1,x2,x3,x4,…,若Δx=x2-x1

=x3-x2=x4-x3=…,則說明物體在做

勻變速

直線運(yùn)動(dòng),且Δx=

aT2

。3.速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法”求瞬時(shí)速度,即vn=

,如圖所示。

2.利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法33(2)“逐差法”求加速度,即a1=

,a2=

,a3=

,然后取平均值,即

=

,這樣可以使所給數(shù)據(jù)得到充分利用,以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)“圖像法”求加速度,即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度,畫出v-t圖,

圖線的

斜率

即加速度。(2)“逐差法”求加速度,即a1=?,a2=?,a3=?,然34三、實(shí)驗(yàn)步驟1.按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源。2.把細(xì)繩一端固定在小車上,跨過定滑輪后在另一端掛適量的鉤碼,讓紙帶穿

過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車后面。3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開小車。4.小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,斷開電源,取下紙帶。5.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。三、實(shí)驗(yàn)步驟35四、數(shù)據(jù)處理1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。

(1)根據(jù)測(cè)量計(jì)算得出的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)。(2)作一條直線,使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量多地落到這條直線上,落不到

直線上的各點(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)得出的v-t圖四、數(shù)據(jù)處理36線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。2.由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

(1)直接分析圖像的特點(diǎn)得出。小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像是一條傾斜的直線,如圖所

示,當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt時(shí),速度也會(huì)增加相同的值Δv,由此得出結(jié)論:小車

的速度隨時(shí)間均勻變化。線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。37(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得出。既然小車的v-t圖像是一條傾斜的直線,那么v

隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v=kt+b,顯然v與t呈線性關(guān)系,小車的速度隨時(shí)間均勻

變化。3.用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。若紙帶上計(jì)數(shù)段為偶數(shù),直接分為

前后兩段計(jì)算,若紙帶計(jì)數(shù)段為奇數(shù),可以舍掉首段或中間一段進(jìn)行計(jì)算。(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得出。既然小車的v-t圖像是一條傾斜38實(shí)驗(yàn)室利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小滑塊做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況,打出如圖所示

的紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。請(qǐng)回答下列問題:(1)紙帶的

B

(選填“A”或“B”)端與小滑塊相連,紙帶上AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)

間為

0.08s

。(2)根據(jù)紙帶請(qǐng)判斷該滑塊的運(yùn)動(dòng)屬于

勻減速

(選填“非勻減速”或

“勻減速”)直線運(yùn)動(dòng)。(3)從紙帶可以測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的距離為

9.20cm

,滑塊的加速度大小為

5.00m/s2

。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第4講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)39關(guān)鍵能力

·

突破

考點(diǎn)一利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度1.注意事項(xiàng)(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)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(dòng);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(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止鉤碼落地,小車與

滑輪碰撞。關(guān)鍵能力

·

突破

考點(diǎn)一利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度(4)減小誤差:小車的加速度要適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差,加速度大

小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6~7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。2.紙帶數(shù)據(jù)的分析和運(yùn)用(1)利用連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差等于恒量進(jìn)行有關(guān)計(jì)算或判斷。(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度。(3)利用Δx=aT2(或逐差法)求a。(4)減小誤差:小車的加速度要適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤例1某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

圖1(1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含交流電源、紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板和重物

外,在下面的器材中,必須使用的是

A

(選填選項(xiàng)前的字母)。A.刻度尺

B.秒表

C.天平例1某同學(xué)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是

DCBA

(用字母填寫)。A.關(guān)閉電源,取下紙帶B.接通電源后,放開小車C.將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔(3)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶如圖2所示,在紙帶上依次取O、A、B、C、D……

若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出打點(diǎn)時(shí)小車的速度v。

圖2(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是

DCBA

(用字以v為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),作出如圖3所示的v-t圖像。根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=

1.4~1.5

m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

圖3解析(1)需要對(duì)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距進(jìn)行測(cè)量,故還需要刻度尺。(2)按照實(shí)驗(yàn)排列即

可。(3)v-t圖線的斜率等于加速度。以v為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),作出如圖3所示的v-t圖像。根據(jù)圖方法總結(jié)利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩種方法:(1)觀察速度是否隨時(shí)間均勻變化。(2)看是否滿足連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差值相等,即Δx=aT2=定值。方法總結(jié)例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如

下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源。換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。(3)從紙帶可以測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的距離為9.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。00m/s2

。,這樣可以使所給數(shù)據(jù)得到充分利用,以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。10)

m/s2。解析滑塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),反過來也可以看成是初速度為vt

的沿斜面向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),由位移公式有s=vtt-?at2。例2某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:約為8V的交流

電源。(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度。利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法④該圖像縱軸截距表示小車的速度v0=0.②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.以?為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出?與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出?-t圖線。表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。(2)看是否滿足連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差值相等,即Δx=aT2=定值。根據(jù)圖像求出小車的加

速度a=1.換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。10)

m/s2。(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,若相等時(shí)間內(nèi)的位移相同,即x1=x2=x3=…,則物體做比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間

隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中0、1、2、…、6點(diǎn)所示。

c.測(cè)量1、2、3、…、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記作:x1、x2、x3、…、x6。d.通過測(cè)量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。按實(shí)驗(yàn)原理圖所示,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好e.分別計(jì)算出x1、x2、x3、…、x6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值

、

、

、…、

。f.以

為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出

與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出

-t圖線。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你解答下列問題:①實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及

開關(guān)外,在下面的器材中,必須使用的有

A

和

C

。(填選項(xiàng)代號(hào))A.電壓合適的50Hz交流電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺

e.分別計(jì)算出x1、x2、x3、…、x6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值?、D.秒表

E.天平

F.重錘②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=

2.98(2.97~2.99)

cm,x5=

13.20(13.19~13.21)

cm。

③該同學(xué)在圖中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出D.秒表

由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)換紙帶反復(fù)做三次,選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。08s,?=?cm/s=37.④根據(jù)?-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=0.線,它是一條傾斜的直線,如圖所示。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。(1)平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖像。/s),同理得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的坐標(biāo)為(0.表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置。2范圍內(nèi)都可)

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。以?為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出?與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出?-t圖線。例3如圖為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片,它的閃光頻率是30Hz,從某個(gè)

稍大些位置間隔開始測(cè)量,照片上邊數(shù)字表示的是這些相鄰間隔的序號(hào),下邊

的數(shù)據(jù)是用刻度尺量出其中間隔的長(zhǎng)度(單位是cm)。改變光電門甲的位置進(jìn)

行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之

間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如表所示。一斜面上安

裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可

移動(dòng)。72×?m/s≈2.(2)按照實(shí)驗(yàn)排列即

可。②將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在

位置如圖所示,則x2=2.72m/s2;對(duì)1到2位置,由x=v0t+?gt2,代入數(shù)據(jù)解得v0≈2.用Δx=aT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段,計(jì)算加速度。(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1,x2,x3,x4,…,若Δx=x2-x1

=x3-x2=x4-x3=…,則說明物體在做勻變速

直線運(yùn)動(dòng),且Δx=

aT2

。與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出

-t圖線。

由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)④根據(jù)

-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=

0.18(0.16~0.20)

m/s;它在平板上運(yùn)動(dòng)的加速度a=

4.80(4.50~5.10)

m/s2。④根據(jù)?-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0=0.解析①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須與交流電源配合使用,選A。還必須使用刻度尺測(cè)

量0計(jì)數(shù)點(diǎn)與其他計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,選C。②由題圖可知x2=2.98cm,x5=13.20cm。③因t2=0.08s,

=

cm/s=37.25cm/s,故計(jì)數(shù)點(diǎn)2的坐標(biāo)為(0.08s,37.25cm/s),同理得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的坐標(biāo)為(0.20s