高考物理試題：實(shí)驗(yàn)一-研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

高考物理試題：實(shí)驗(yàn)一-研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)第一頁(yè)，共43頁(yè)。實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)第二頁(yè)，共43頁(yè)。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)用紙帶上的點(diǎn)來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)．(2)掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法．(Δs＝aT2)(3)測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片，毫米刻度尺．第三頁(yè)，共43頁(yè)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器滑輪

(1)把附有________的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，將____________固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有________的一端，連接好電路．小車

(2)把一條細(xì)繩拴在________上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的________，把紙帶穿過(guò)__________，并將它的一端固定在________的后面．實(shí)驗(yàn)裝置如圖S1-1所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地勻速滑行． 圖S1-1滑輪小車鉤碼打點(diǎn)計(jì)時(shí)器第四頁(yè)，共43頁(yè)。

(3)把小車停在靠近________________處，先_________，再__________，以便打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源釋放小車

(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(diǎn)，從便于測(cè)量的地方開始確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每隔________取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣做的好處是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝____s，如圖S1-2所示．正確使用_____________測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入設(shè)計(jì)的表格中． 圖S1-2四個(gè)點(diǎn)0.1毫米刻度尺第五頁(yè)，共43頁(yè)。

(5)應(yīng)用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某一段時(shí)間內(nèi)的________等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的__________求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度．

(6)增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)．平均速度瞬時(shí)速度位置編號(hào)012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x/m計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v/(m·s－1)第六頁(yè)，共43頁(yè)。數(shù)據(jù)處理

(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖S1-3可以看到，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上．圖S1-3

(2)作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(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)的v-t圖象．第七頁(yè)，共43頁(yè)。(3)由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖象進(jìn)一步分析得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．

分析v-t圖象的特點(diǎn)可得出，小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線，如圖S1-4所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt，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，關(guān)系式為vt＝at＋v0.圖S1-4第八頁(yè)，共43頁(yè)。實(shí)驗(yàn)分析

誤差分析(1)根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差．(2)電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相等．(3)用作圖法作出的v-t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(cè)量得到的加速度只能是所測(cè)量段的平均加速度．第九頁(yè)，共43頁(yè)?！净A(chǔ)檢測(cè)】

(2014年廣東十校聯(lián)考)如圖

S1-5甲所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的裝置，開始時(shí)小車在水平玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng)，后來(lái)在薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，所打出的紙帶如圖乙所示(附有刻度尺)，紙帶上相鄰兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02s.甲乙圖S1-5第十頁(yè)，共43頁(yè)。

從紙帶上記錄的點(diǎn)跡情況可知，A、E兩點(diǎn)跡之間的距離為_____cm，小車在玻璃板上做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為_____m/s；小車在布面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為______m/s2.(小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位數(shù)字)

答案：7.200.905.00第十一頁(yè)，共43頁(yè)?！贰贰房键c(diǎn)1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用⊙重點(diǎn)歸納1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較項(xiàng)目電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源性質(zhì)6V交流電源220V交流電源打點(diǎn)頻率打點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s、頻率50Hz打點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s、頻率50Hz打點(diǎn)方式振針通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩垘洗螯c(diǎn)火花放電使墨粉在紙帶上成點(diǎn)阻力來(lái)源紙帶與限位孔的摩擦，振針與紙帶打點(diǎn)接觸時(shí)的摩擦紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦精確度電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更精確第十二頁(yè)，共43頁(yè)。2.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器常考內(nèi)容歸納(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)儀器．(2)物體運(yùn)動(dòng)前，應(yīng)注意使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置．(3)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放連接紙帶的物體．

(4)使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面．(5)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，紙帶拉出后應(yīng)立即關(guān)閉電源．第十三頁(yè)，共43頁(yè)。【考點(diǎn)練透】A．直接接220V交流電源B．在拉動(dòng)紙帶前一小段時(shí)間接通電源C．在拉動(dòng)紙帶后的瞬間接通電源D．紙帶拉出后應(yīng)立即關(guān)閉電源答案：AC第十四頁(yè)，共43頁(yè)。2．當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)

A．點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

B．點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移

C．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀

D．紙帶上點(diǎn)痕的分布情況，反映物體的運(yùn)動(dòng)情況

解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，A正確；相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離就是運(yùn)動(dòng)的物體在這0.02s內(nèi)通過(guò)的位移，間隔長(zhǎng)度的變化情況即可反映出物體的運(yùn)動(dòng)情況，D正確；紙帶上每一個(gè)點(diǎn)的位置，對(duì)應(yīng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體的位置，點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，B正確．

答案：C第十五頁(yè)，共43頁(yè)?！贰贰房键c(diǎn)2求物體的加速度和瞬時(shí)速度⊙重點(diǎn)歸納

1．求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：應(yīng)用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，如圖S1-6所示vn＝xn＋xn＋1

. 2T圖S1-6第十六頁(yè)，共43頁(yè)。.9T2(m－n)T22．求被測(cè)物體的加速度有三種方法方法一：“逐差法”．從紙帶上得到六個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則a＝(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3) 方法二：利用任意兩段計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移求加速度，即a＝sm－sn，最后取平均值．第十七頁(yè)，共43頁(yè)。

方法三：利用v-t圖象求加速度．求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，畫出如圖S1-7所示的v-t圖象，圖線的斜率就是物體的加速度a.圖S1-7第十八頁(yè)，共43頁(yè)?！训淅饰?/p>

例1：(2015年貴州模擬)如圖S1-8所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使質(zhì)量m＝50g的重錘帶動(dòng)紙帶由靜止開始自由下落，利用此裝置可以測(cè)量重力加速度．圖S1-8圖S1-9第十九頁(yè)，共43頁(yè)。以下是該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算過(guò)程，請(qǐng)完成以下內(nèi)容：(1)以下操作正確的是________．A．在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在220V的交流擋上C．釋放紙帶時(shí)，應(yīng)將重錘的一端盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以便打出更多的點(diǎn)進(jìn)行研究D．實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該讓紙帶保持豎直狀態(tài)，以減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差第二十頁(yè)，共43頁(yè)。

(2)取下紙帶，取其中的一段，標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖S1-9所示，測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1＝2.60cm，x2

＝4.14cm，x3

＝5.69cm，x4＝7.22cm，x5＝8.75cm，x6＝10.29cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f＝50Hz，則重錘運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算式為a＝____________f2，代入數(shù)據(jù)，可得加速度a＝________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。

解析：(1)在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)中，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為低壓交流電源，電火花計(jì)時(shí)器的電源為220V的交流電源，故B錯(cuò)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要先接通電源，再釋放紙帶，故A錯(cuò)；釋放紙帶前，應(yīng)使重物盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使紙帶得到充分利用，C正確；紙帶豎直可以減小摩擦，D正確．第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。備考策略：在進(jìn)行紙帶數(shù)據(jù)的計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)弄清紙帶中已知的是計(jì)時(shí)點(diǎn)還是計(jì)數(shù)點(diǎn)，若是計(jì)數(shù)點(diǎn)，則明確相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是多少．

(2)弄清題中已知的距離是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離還是每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若是后者應(yīng)換算成相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．(3)計(jì)算時(shí)注意將單位轉(zhuǎn)化為國(guó)際單位制單位．第二十三頁(yè)，共43頁(yè)?！究键c(diǎn)練透】3．(1)某同學(xué)要進(jìn)行探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)線上(填編號(hào))：________________.

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；②天平；③低壓交流電源；④低壓直流電源；⑤細(xì)繩和紙帶；⑥鉤碼和小車；⑦秒表；⑧一端有滑輪的長(zhǎng)木板；⑨刻度尺．第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。

(2)把紙帶的下端固定在重物上，上端用手提著，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)，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第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。

(3)若電源的頻率為50Hz，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，每隔四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)為______s；圖S1-10所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為紙帶上所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，則vB＝______m/s，a＝______m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (4)如果在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，實(shí)驗(yàn)者不知道工作電壓的頻率小于50Hz，這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比是________(填“偏大”“偏小”或“不變”)的．第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。

(4)因由Δx＝aT2

計(jì)算加速度時(shí)，用的T比實(shí)際的T小，故計(jì)算出的加速度比真實(shí)值偏大．答案：(1)②④⑦(2)左端(3)0.10.260.40(4)偏大第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。

4．(2016年山東臨邑一中月考)利用如圖S1-11所示的裝置可以測(cè)量滑塊與固定在地面上的斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．在傾角為θ＝30°的斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門甲固定在斜面上，光電門乙的位置可以變化．當(dāng)一個(gè)帶有遮光片的滑塊自斜面上勻加速滑下時(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，改變光電門乙的位置進(jìn)行多次測(cè)量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始滑下，并用米尺測(cè)量甲、乙光電門之間的距離x，記下相應(yīng)的x和t值，所得數(shù)據(jù)見下表．第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。x/m0.0600.1590.3010.480t/s0.2000.3990.6010.800

/(m·s-1)0.3000.3980.5010.600圖S1-11

(1)滑塊每次都從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，設(shè)經(jīng)過(guò)光電門甲處的速度為v0，下滑的加速度為a.則v0、a、x、t四個(gè)物理量之間滿足的關(guān)系式是________________________．第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。出-t圖線．(3)由(2)中所畫出的-t圖象，得出滑塊加速度大小為a＝(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在如圖S1-12所示的坐標(biāo)紙上畫圖S1-12________m/s2

，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________.(g取10m/s2，兩空結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)第三十頁(yè)，共43頁(yè)。答案：(1)x＝v0t＋(2)如圖D2所示．(3)1.000.462

圖D2第三十一頁(yè)，共43頁(yè)?！贰贰房键c(diǎn)3實(shí)驗(yàn)操作與注意事項(xiàng)⊙典例剖析例2：(2014年廣東梅州質(zhì)檢)某同學(xué)用如圖S1-13所示的裝置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋畧DS1-13第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。(1)下列有關(guān)操作的敘述正確的是()

A．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要注意讓上下限位孔在同一豎直線上

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與直流低壓電源連接

C．應(yīng)選擇密度大、體積小的重物，釋放紙帶時(shí)讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

D．應(yīng)先釋放紙帶，然后接通電源第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。

(2)實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測(cè)得各點(diǎn)之間的距離如圖S1-14所示．已知電源頻率為50Hz，則紙帶中相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔是_____s；從該紙帶可知，重物的加速度大小a＝_____m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．圖S1-14(3)請(qǐng)寫出本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的兩個(gè)主要原因：①____________________；②___________________.第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。解析：(1)B中應(yīng)接低壓交流電源；D中應(yīng)先接通電源再放＝9.63m/s2；(3)①紙帶與限位孔的摩擦；②空氣阻力的影響；③測(cè)量誤差．(以上三點(diǎn)答對(duì)兩點(diǎn)即可)答案：(1)AC(2)0.029.63(3)①紙帶與限位孔的摩擦；②測(cè)量誤差

備考策略：實(shí)驗(yàn)操作是近幾年來(lái)高考?？嫉膬?nèi)容，一般以填空的形式出現(xiàn)，具體內(nèi)容參考“實(shí)驗(yàn)步驟”，但要理解為什么要這樣操作，不能死記硬背．第三十五頁(yè)，共43頁(yè)?！究键c(diǎn)練透】

5．(2014年廣東肇期末統(tǒng)測(cè))研究小車勻加速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖S1-15甲所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出．甲第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。乙圖S1-15(1)某同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車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(guò)限位孔上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：________(填字母代號(hào)即可)．第三十七頁(yè)，共43頁(yè)。

(2)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝______s. (3