2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)第一章運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)一探究勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)學(xué)生用書

試驗(yàn)一探究勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)【素養(yǎng)目標(biāo)】1.會正確運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時器，學(xué)會利用紙帶上的點(diǎn)跡求物體的速度和加速度.2.駕馭推斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動的方法．必備學(xué)問·自主落實(shí)一、試驗(yàn)思路與操作裝置圖與思路思路：小車在槽碼的牽引下運(yùn)動，通過探討紙帶上的信息，就可以知道小車運(yùn)動的速度隨時間變更的狀況．留意：(1)不須要平衡摩擦力．(2)不須要滿意懸掛槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量操作要領(lǐng)(1)安裝：固定好試驗(yàn)器材，并連接好電路；(2)靠近：小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置；(3)先后：啟動計(jì)時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運(yùn)動，在紙帶上打下一行小點(diǎn)；(4)關(guān)閉：關(guān)閉電源，取下紙帶；(5)更換：增減所掛的槽碼(或在小車上放置重物)，更換紙帶，再做兩次試驗(yàn)二、數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)分析1．?dāng)?shù)據(jù)測量(1)舍掉起先一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測量的地方找一個點(diǎn)，作為計(jì)時起點(diǎn)，以后依次每隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0，1，2，3，4，…，如圖所示．(2)依次測出01，02，03，04，…的距離x1，x2，x3，x4，…，填入設(shè)計(jì)表中．(3)1、2、3、4…各點(diǎn)的瞬時速度分別為：v1＝x22T、v2＝x3-x12T、v3＝2．?dāng)?shù)據(jù)分析(1)以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．依據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出v-t圖像．(2)視察所得到的直線，分析小車的速度隨時間的變更規(guī)律．3．試驗(yàn)結(jié)論小車的速度隨時間勻稱增加．三、誤差分析1．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(diǎn)的時間間隔不完全相等．3．紙帶運(yùn)動時打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測量誤差．4．用作圖法，作出的v-t圖像并不是一條直線．5．木板的粗糙程度并非完全相同．相識“兩種儀器”(1)作用：計(jì)時儀器，接頻率為50Hz的交變電流，每隔0.02s打一次點(diǎn)．區(qū)分計(jì)時點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：(1)計(jì)時點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時器打在紙帶上的實(shí)際點(diǎn)，兩相鄰點(diǎn)間的時間間隔為0.02s；計(jì)數(shù)點(diǎn)是人們依據(jù)須要選擇肯定數(shù)目的點(diǎn)，兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔由選擇點(diǎn)的規(guī)則而定．(2)紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時間間隔均相同，速度越大，紙帶上的計(jì)時點(diǎn)越稀疏．關(guān)鍵實(shí)力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)例1[2024·山東濰坊高三檢測]某學(xué)習(xí)小組利用下圖甲裝置探討小車運(yùn)動的規(guī)律．(1)試驗(yàn)時將打點(diǎn)計(jì)時器接到頻率為50Hz的交變電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示(每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出)．x1＝4.09cm，x2＝4.91cm，x3＝5.69cm，x4＝6.47cm，x5＝7.28cm，x6＝8.14cm.依據(jù)測量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算了打點(diǎn)計(jì)時器在打B、C、D、E、F點(diǎn)時小車的速度，請將你計(jì)算所得的打C點(diǎn)時的速度填入表格．位置BCDEFv/(m·s－1)0.45____0.610.690.77(2)依據(jù)(1)中表格數(shù)據(jù)，以打A點(diǎn)時為計(jì)時起點(diǎn)，在下圖所示的坐標(biāo)紙中畫出小車運(yùn)動的v-t圖像．(3)依據(jù)圖像得出打A點(diǎn)時小車的速度為________m/s.(4)依據(jù)圖像求得小車運(yùn)動的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．例2在用打點(diǎn)計(jì)時器探討小車速度隨時間變更規(guī)律的試驗(yàn)中，得到一條紙帶如圖甲所示．A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個點(diǎn)未畫出)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時間間隔為0.10s，x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.(1)依據(jù)題目信息可知，打B點(diǎn)時小車的速度是________m/s，小車的加速度是________m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)用以下方法繪制了小車運(yùn)動的v-t圖像：先把紙帶每隔T＝0.10s剪斷，得到若干段紙條，長度分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6.再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條的下端對齊，作為時間軸，標(biāo)出時間．最終連接紙條上端中心位置作一條直線，于是得到v-t圖像(如圖乙所示)．a(chǎn)．t1處應(yīng)標(biāo)為________s；v1處應(yīng)標(biāo)為________[此空用第(2)問中的物理量符號表示].b．請說明利用紙條長度表示瞬時速度所依據(jù)的原理________________________________________________________________________________________________________________________________________________.[教你解決問題]讀圖[試答]考點(diǎn)二探究創(chuàng)新試驗(yàn)考向1試驗(yàn)原理的創(chuàng)新例3[2024·遼寧卷]某同學(xué)利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶(寬度用d表示)．試驗(yàn)時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感器．光電傳感器所連接的計(jì)算機(jī)可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔Δt.(1)除圖中所用的試驗(yàn)器材外，該試驗(yàn)還須要________(填“天平”或“刻度尺”)；(2)該同學(xué)測得遮光帶(透光帶)的寬度為4.50cm，記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示．編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…Δt/(×10－3s)73.0438.6730.00…依據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為v3＝________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(3)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為Δt1、Δt2，則重力加速度g＝________(用d、Δt1、Δt2表示)；(4)該同學(xué)發(fā)覺所得試驗(yàn)結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________[創(chuàng)新點(diǎn)分析](1)利用光電門測小球經(jīng)過光電門的速度．(2)利用v2－v1＝gt計(jì)算重力加速度的大小．考向2數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新例4用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置來測量勻變速直線運(yùn)動的加速度．(1)試驗(yàn)的主要步驟：①用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d，結(jié)果如圖乙所示，讀得d＝________mm.②用刻度尺測量A點(diǎn)到光電門所在位置B點(diǎn)之間的水平距離x.③滑塊從A點(diǎn)靜止釋放(已知槽碼落地前擋光片已通過光電門)．④讀出擋光片通過光電門所用的時間t.⑤變更光電門的位置，滑塊每次都從A點(diǎn)靜止釋放，測量相應(yīng)的x值并讀出t值．(2)依據(jù)試驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以x為橫坐標(biāo)，1t2為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中作出1t2-x圖線如圖丙所示，求得該圖線的斜率k＝________m－1·s－2；由此進(jìn)一步求得滑塊的加速度[創(chuàng)新點(diǎn)分析](1)變更光電門的位置，距離x發(fā)生變更，滑塊經(jīng)過光電門的時間t將隨之發(fā)生變更．(2)建立位移x與1t2的坐標(biāo)系，通過1t試驗(yàn)一探究勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)關(guān)鍵實(shí)力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一例1解析：(1)每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個點(diǎn)未畫出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T＝0.1s，由vC＝x2+x32T得(2)描點(diǎn)作圖如答案圖所示．(3)由圖可得vA＝0.37m/s.(4)由v-t圖線斜率可得a＝0.8m/s2.答案：(1)0.53(2)如圖所示(3)0.37(4)0.8例2解析：(1)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動中某段時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，可得打B點(diǎn)時小車的速度為vB＝vAC＝sACtAC＝1.20+1.60×10-22×0.10m/s＝0.14m/s.由Δx＝aT2(2)a.t軸標(biāo)出的時間為連續(xù)相等的時間間隔，且紙帶每隔T＝0.10s剪斷一段，所以t1處應(yīng)標(biāo)為0.10s．由平均速度公式可得v1＝x1b．勻變速直線運(yùn)動中某段時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度．答案：(1)0.140.40(2)a.0.10x1考點(diǎn)二例3解析：(1)該試驗(yàn)測量重力加速度，不須要天平測質(zhì)量，須要用刻度尺測量遮光帶(透光帶)的寬度．(2)依據(jù)平均速度的計(jì)算公式可知v＝dΔt＝(3)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動平均速度等于中間時刻的速度，有v1＝dΔt1，v又v2＝v1＋gΔ可得g＝2d(4)光柵板的長度明顯，下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度．答案：(1)刻度尺(2)1.5(3)2d