高考物理總復(fù)習(xí) 運動的描述變速直線運動的研究第2節(jié)（課時4）勻變速直線運動實驗探究：研究勻變速直線運動課件魯科版.pptx

1、實驗探究： 研究勻變速直線運動,1.基礎(chǔ)知識,2.典例剖析,3.備選訓(xùn)練,4.真題演練,第一章 運動的描述勻變速直線運動的研究,一、基礎(chǔ)知識,1.基礎(chǔ)知識,電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片,2實驗步驟,(1)按照圖所示實驗裝置,把打點計時器 固定在長木板無滑輪的一端,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，接通電源，放開小車； (4)小車運動一段時間后，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

2、帶進行測量分析.,1實驗器材,3注意事項,1平行：紙帶和細繩要和木板平行. 2兩先兩后：實驗中應(yīng)先接通電源，后讓小車運動；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，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞. 4減小誤差：小車的加速度要適當大些，可以減小長度的測量誤差，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. 5紙帶選?。哼x擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點密集部分，適當選取計數(shù)點. 6準確作圖：在坐標紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏，而導(dǎo)致誤差過大)，仔細描點連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落不到直線上

3、的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè).,4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,利用速度時間圖象求加速度,a作出速度時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度；,b剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度,5依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速運動的方法,(1)x1、x2、x3xn是相鄰兩計數(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

4、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：只要小車做勻加速直線運動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差就一定相等,二、典例剖析,2. 典例剖析,熱點一實驗原理與實驗操作,【例1】(2015廣東理綜，34)(1)某同學(xué)使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣取?請完成以下主要實驗步驟：按圖(a)安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物_(填“靠近”或“遠離”)計時器下端；_，_，使重物自由下落；關(guān)閉電源,取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實驗。 圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶,

5、應(yīng)選取_(填“b”或“c”)來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當?shù)刂亓铀俣?主要原因是空氣阻力和_.,靠近,再釋放紙帶,先接打點計時器電源,b,紙帶與打點計時器間有摩擦,轉(zhuǎn)解析,解析為了使紙帶打下的點多一些，豎直提起懸吊重物的紙帶時應(yīng)使重物靠近打點計時器下端，且應(yīng)先接通電流，再釋放紙帶，使重物自由下落。 重物下落是勻加速運動，故應(yīng)選“b”來計算重力加速度；重物下落過程中系統(tǒng)受重力，空氣阻力，紙帶與打點計時器間的摩擦力等。 答案靠近先接通打點計時器電源，再釋放紙帶 b紙帶與打點計時器之間有摩擦,轉(zhuǎn) 原題,【變式訓(xùn)練1】某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直

6、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，重復(fù)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 結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務(wù)： (1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列儀器和 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停表 D刻度尺 E天平 F重錘 G彈簧測力計,AD,(2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x

7、3的關(guān)系是_，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是_。,x3x2x2x1,怎樣求某點的瞬時速度？,本題詳細解析見教輔！,熱點二實驗數(shù)據(jù)處理,【例2】某實驗小組采用如圖甲所示的實驗裝置探究小車做勻變速直線運動的規(guī)律，打點計時器工作頻率為50 Hz。圖乙是實驗中得到的一條較理想的紙帶，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10 s。 通過計算已經(jīng)得出了打下B、C、D四個點時小車的瞬時速度，以A點為計時起點，通過描點連線得到了如圖丙所示的圖象。試分析下列問題： (1)打點計時器打E點時小車的瞬時速度vE_m/s。(保留三位有效數(shù)字) (2)小車運動的加速度為a_m/s2。 (

8、保留三位有效數(shù)字) (3)根據(jù)圖象求出打點計時器打下A點時的速度為vA_m/s。,0.640,0.800,0.320,轉(zhuǎn)解析,甲,乙,丙,怎樣求加速度？,轉(zhuǎn) 原題,(1)若x1、x2、x3基本相等，則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運動 (2)利用x1、x2、x3可以計算出在相鄰相等時間間隔內(nèi)物體的位移差x2x1、x3x2、x4x3如果它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等,則可以判定物體做勻變速直線運動,計數(shù)點間距離的處理 計數(shù)點間距離的給定有兩種：相鄰點間距離和各計數(shù)點到O點的距離，計算時后者要先轉(zhuǎn)換為前者，如圖所示,解答紙帶類問題的常見錯誤 沒有注意相鄰計數(shù)點間有幾個點未畫出,誤認為T

9、0.02 s . 沒有進行單位換算，所給圖中各數(shù)據(jù)的單位通常都是cm，應(yīng)當換算為m.,【變式訓(xùn)練2】(2015浙江嘉興高三3月教學(xué)測試)(1)如圖示為“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置圖，按照實驗要求應(yīng)該() A先釋放小車，再接通電源 B先接通電源，再釋放小車 C同時釋放小車和接通電源 (2)本實驗必須() A要平衡摩擦力 B要求懸掛物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 C上述兩項要求都不需要 (3)如圖為在“探究小車速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中，得到的紙帶，從中確定五個計數(shù)點，量得d18.00 cm，d217.99 cm，d330.00 cm，d444.01 cm。每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是

10、0.1 s。則打C點時小車的速度vC_ m/s，小車的加速度a_ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),B,C,1.1,2.0,為什么不需平衡摩擦力？,本題詳細解析見教輔！,高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材，即所謂情境新而知識舊。因此做實驗題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題。,1.實驗器材的改進,2獲得加速度方法的改進,熱點三實驗的改進與創(chuàng)新,【例3】(2015新課標全國，22)某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距

11、離。 (1)物塊下滑時的加速度a_ m/s2，打C點時物塊的速度v_ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_(填正確答案標號)。 A物塊的質(zhì)量 B斜面的高度 C斜面的傾角,3.25,1.79,C,轉(zhuǎn)解析,怎樣得到動摩擦因數(shù)與重力加速度之間的關(guān)系？,轉(zhuǎn) 原題,【變式訓(xùn)練3】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是水平桌面,Q是長木板與桌面

12、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。 (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_，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將_的寬度減小一些。,1.0

13、,1.010,2.5,平均速度,滑塊,詳細解析見教輔！,三、備選訓(xùn)練,3.備選訓(xùn)練,AD,A 中應(yīng)先接通電源再放開紙帶,D 中應(yīng)先斷開電源，使計時器停止工作，再取下紙帶,遺漏步驟G：換上新紙帶重復(fù)實驗三次,BEFCADG,1.對實驗操作步驟的考查,2.對實驗數(shù)據(jù)分析和處理的考查,【備選訓(xùn)練】 如圖所示，用毫米刻度尺測量紙帶中的計數(shù)點0、1之間的距離為_ mm，0、2之間的距離為_mm，2、3之間的距離為_ mm.,解析毫米刻度尺的最小刻度為1 mm，讀數(shù)時要估讀到毫米的下一位計數(shù)點0、1之間的距離為8.9 mm(9.0 mm也可)，若讀成8.90 mm或9 mm都是錯誤的；0、2之間的距離為1

14、9.5 mm，2、3之間的距離為12.5 mm(32.0 mm19.5 mm) 答案8.9(9.0也可)19.512.5,8.9(9.0也可),12.5,19.5,最小刻度,顯隱解析,【備選訓(xùn)練】右圖是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點，加速度大小用a表示 OD間的距離為_ cm. 右下圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的xt2圖線(x為各計數(shù)點至同一起點的距離)，斜率表示_，其大小為_ m/s2(保留三位有效數(shù)字),1.2,加速度的一半,0.933,【備選訓(xùn)練】 物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)實驗裝置如圖甲所示，打點計時器固定在斜面

15、上，滑塊拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下圖乙是打出的紙帶的一段 (1)已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，選A、B、C、D、E、F、G等7個點為計數(shù)點,且各計數(shù)點間均有一個點沒有畫出.滑塊下滑的加速度a_ m/s2. (2)為測量動摩擦因數(shù)，下列物理 量中還應(yīng)測量的有_ (填入所選物理量前的字母) A木板的長度L B木板的末端被墊起的高度h C木板的質(zhì)量m1 D滑塊的質(zhì)量m2 E滑塊運動的時間t,轉(zhuǎn) 解析,3.00,AB,轉(zhuǎn)原題,四、真題演練,4.真題演練,【真題】(2014全國大綱卷，22)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s.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_，可知斜面是粗糙的.,4.30,轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn) 原題,【真題】 (2013江蘇卷11)某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度,實驗裝置如圖所示.傾斜的球槽中放有若干個小鐵球,閉合開關(guān)K,電磁鐵吸住第1個小球.手動敲擊彈性金屬片M,M與觸頭瞬間分開,第