高三物理一輪復(fù)習(xí) 實驗1 研究勻變速直線運動

1、第一章運動的描述勻變速直線運動的研究,實驗一研究勻變速直線運動,記一記 一、實驗?zāi)康?用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 二、實驗原理 1打點計時器1,3速度、加速度的求解方法,三、實驗器材 打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、電源,四、實驗步驟 1把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，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 2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)繩與平板平行實驗裝置見下圖，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行,3把小車

2、停在靠近打點計時器處，先接通電源，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(fù)三次 4從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標(biāo)明0、1、2、3、4，測量各計數(shù)點到0點的距離x，并記錄填入表中,5.計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3 6利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入上面的表格中 7增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗,五、數(shù)據(jù)處理及實驗結(jié)論 1由實驗數(shù)據(jù)得出vt圖像 (1)根據(jù)表格

3、中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點，如圖所示，對于每次實驗，描出的幾個點都大致落在一條直線上 (2)作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實驗的vt圖像，它是一條傾斜的直線,2由實驗得出vt圖像進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律 有兩條途徑進行分析： (1)小車運動的vt圖像是一條傾斜的直線，如圖所示，當(dāng)時間增加相同的值t，速度也會增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時間均勻變化 (2)既然小車的vt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vktb，所以小車的速度隨時間均勻變化,六、誤差分析

4、 1小車運動時摩擦不均勻，打點不穩(wěn)定引起系統(tǒng)誤差 2紙帶上計數(shù)點間距測量以及作vt圖像引起偶然誤差,七、注意事項 1平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行 2靠近：釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點計時器的位置 3一先一后：實驗時應(yīng)先接通電源，后釋放小車；實驗后先斷開電源，后取下紙帶 4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，小車與滑輪碰撞,5減小誤差：小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)避免速度過大而使紙帶上打的點太少，或者速度太小，使紙帶上打的點過于密集 6紙帶選?。哼x擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點跡密集部發(fā)，適當(dāng)選取計數(shù)點 7準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位，仔細(xì)描點連線，不

5、能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),思一思 1打點計時器的振針為什么每隔0.02 s打一次點？ 提示：振針振動周期與交流電周期同步，均為0.02 s，頻率為50 Hz. 2安裝儀器時為什么把小車?？吭诖螯c計時器附近？ 提示：為了充分利用紙帶(或多打點) 3實驗時，若先釋放小車，再接通電源會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 提示：紙帶得不到充分利用,考向一對實驗原理和實驗步驟的考查 典例1(2013廣東高考)研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示，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)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個

6、記錄點未畫出,1)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) (2)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T_ s. (3)計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5_. (4)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_,解題引路】 (1)實驗開始前，應(yīng)將小車?？吭赺附近 (2)實驗時應(yīng)先_后_(選填A(yù).釋放小車B接通電源) (3)利用紙帶求加速度時，為減小誤差，常用的計算方法為_ 【嘗試解題

7、】_,考向二實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析 典例2(2012山東高考)某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示打點計時器電源的頻率為50 Hz,解題引路】 (1)判斷物塊是否做勻變速直線運動的依據(jù)為_ (2)試分析物塊運動時所受阻力的來源 【提示】(1)xaT2 (2)物塊運動時，除物塊和桌面間有摩擦力外，紙帶還受到限位孔的摩擦阻力作用 【嘗試解題】_,解析】(1)物體做勻變速直線運動過程中，兩相鄰相等時間內(nèi)位移之差為定值

8、，依題意s2.00 cm，而12.28 cm11.01 cm1.27 cm2.00 cm，說明物塊在6、7之間某個時刻開始減速,考向三創(chuàng)新實驗設(shè)計 典例3某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)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(zhǔn))；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)；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標(biāo)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,

9、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, x23 2.91 cm，x343.65 cm, x454.41 cm，x565.15 cm.試問,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,答案】(1)打點計時器(2)0.200.19,名校模題 1(2015泰州高三調(diào)研)在“研究勻變速直線運動”的實驗中，下列方法有助于減少實驗誤差的是() A選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位 B使小車運動的加速度盡

10、量小些 C舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算 D適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù),解析】選取的計數(shù)點間隔較大，在用直尺測量這些計數(shù)點間的間隔時，在測量絕對誤差基本相同的情況下，相對誤差較小，因此A項正確；在實驗中，如果小車運動的加速度過小，打出的點很密，長度測量的相對誤差較大，測量準(zhǔn)確性降低，因此小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些，而使小車加速度增大的常見方法是適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)，以增大拉力，故B錯，D對；為了減少長度測量的相對誤差，舍去紙帶上過于密集，甚至分辨不清的點，因此C項正確 【答案】ACD,答案】9.729.84,3(2015德州模擬)某同學(xué)在測定

11、勻變速直線運動的加速度時，得到了幾條較為理想的紙帶，并在每條紙帶上每5個計時點取一個計數(shù)點，依打點先后編為0、1、2、3、4、5.由于不小心，紙帶被撕斷，部分缺失，如圖所示請根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答,1)從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是B、C、D三段紙帶中的_(填字母代號) (2)打紙帶A時，物體的加速度大小是_m/s2；打計數(shù)點1時，物體的速度大小是_m/s,答案】(1)C(2)0.60.33,4(2015成都高三模擬)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(biāo)中作出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a_,描點連線得如圖所示vt圖線,高考真題 5(2013浙江理綜)如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上一同學(xué)用裝置甲和乙分別進行實驗，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶和，紙帶上的a、b、c均為打點計時器打出的點,3)紙帶上的連續(xù)相鄰兩點間距離之差幾乎不變，說明小車在做勻加速運動，由此可以判斷紙帶是由裝置甲實驗所得，紙帶上的連續(xù)相鄰兩點間距離之差逐漸變小，最后等于0.說明小車的加速度逐漸變