（山東專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 實驗一 研究勻變速直線運動課件 新人教版

1、實驗一研究勻變速直線運動實驗一研究勻變速直線運動 實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ) 命題研析命題研析 實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ) 落實基礎(chǔ)落實基礎(chǔ)提煉精髓提煉精髓 注意事項注意事項 1.1.兩先兩后兩先兩后: :實驗中應(yīng)先接通電源實驗中應(yīng)先接通電源, ,后讓小車運動后讓小車運動; ;實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取 紙帶紙帶. . 2.2.防止碰撞防止碰撞: :在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動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要防止鉤碼落地和小車 與滑輪相撞與滑輪相撞. . 3.3.減小誤差減小誤差: :小車的加速度要適當大些小車的加速度要適當大些, ,可以減小長度的測量誤差

2、可以減小長度的測量誤差, ,加速度大小加速度大小 以能在約以能在約50 cm50 cm的紙帶上清楚地取出的紙帶上清楚地取出6 67 7個計數(shù)點為宜個計數(shù)點為宜. . 4.4.準確作圖準確作圖: :在坐標紙上在坐標紙上, ,縱、橫軸選取合適的單位縱、橫軸選取合適的單位( (避免所描點過密或過疏避免所描點過密或過疏, , 而導(dǎo)致誤差過大而導(dǎo)致誤差過大),),仔細描點連線仔細描點連線, ,不能連成折線不能連成折線, ,應(yīng)作一條直線應(yīng)作一條直線. . 誤差分析誤差分析 1.1.使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差. . 2.2.作作v-tv-t圖像時出現(xiàn)作圖誤差圖像時出現(xiàn)作

3、圖誤差. . 3.3.電源頻率不穩(wěn)定電源頻率不穩(wěn)定, ,造成打點的時間間隔不完全相同造成打點的時間間隔不完全相同. . 4.4.長木板粗糙程度不均勻長木板粗糙程度不均勻, ,小車運動時加速度有變化造成誤差小車運動時加速度有變化造成誤差. . 命題研析命題研析 突破常規(guī)突破常規(guī)注重創(chuàng)新注重創(chuàng)新 命題點一常規(guī)實驗命題點一常規(guī)實驗 【典例典例1 1】 (2016 (2016天津卷天津卷,9),9)某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動. . (1)(1)實驗中實驗中, ,必要的措施是必要的措施是. A.A.細線必須與長木板平行細線必須與長木板平行 B.B

4、.先接通電源再釋放小車先接通電源再釋放小車 C.C.小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量 D.D.平衡小車與長木板間的摩擦力平衡小車與長木板間的摩擦力 解析解析: :(1)(1)實驗時實驗時, ,細線必須與長木板平行細線必須與長木板平行, ,以減小實驗的誤差以減小實驗的誤差, ,選項選項A A正確正確; ; 實驗時要先接通電源再釋放小車實驗時要先接通電源再釋放小車, ,選項選項B B正確正確; ;此實驗中不需要考慮質(zhì)量與此實驗中不需要考慮質(zhì)量與 加速度的關(guān)系加速度的關(guān)系, ,故沒必要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量故沒必要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量, ,選項選項C C錯誤錯誤;

5、;此此 實驗中不需平衡小車與長木板間的摩擦力實驗中不需平衡小車與長木板間的摩擦力, ,選項選項D D錯誤錯誤. . 答案答案: :(1)AB (1)AB (2)(2)他實驗時將打點計時器接到頻率為他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz50 Hz的交流電源上的交流電源上, ,得到一條紙帶得到一條紙帶, ,打出打出 的部分計數(shù)點如圖所示的部分計數(shù)點如圖所示( (每相鄰兩個計數(shù)點間還有每相鄰兩個計數(shù)點間還有4 4個點個點, ,圖中未畫出圖中未畫出).s).s1 1=3.59 =3.59 cm,scm,s2 2=4.41 cm,s=4.41 cm,s3 3=5.19 cm,s=5.19 cm,s4

6、4=5.97 cm,s=5.97 cm,s5 5=6.78 cm,s=6.78 cm,s6 6=7.64 cm.=7.64 cm.則小車的加則小車的加 速度速度a=a= m/sm/s2 2( (要求充分利用測量的數(shù)據(jù)要求充分利用測量的數(shù)據(jù)),),打點計時器在打打點計時器在打B B點時小車點時小車 的速度的速度 v vB B= = m/s.(m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) ) 答案答案: :( (2)0.802)0.800.40 0.40 方法技巧方法技巧 (1)(1)在利用長木板打點計時器研究勻變速直線運動時在利用長木板打點計時器研究勻變速直線運動時, ,不需要滿足不

7、需要滿足M Mm m和平和平 衡摩擦力衡摩擦力, ,只要使小車做勻變速運動即可只要使小車做勻變速運動即可. . (2)(2)凡是應(yīng)用打點計時器的實驗凡是應(yīng)用打點計時器的實驗, ,都必須先接通電源都必須先接通電源, ,等打點穩(wěn)定后等打點穩(wěn)定后, ,再釋放再釋放 紙帶紙帶. . (3)(3)兩相鄰計數(shù)點的時間間隔由選擇的計時點個數(shù)而定兩相鄰計數(shù)點的時間間隔由選擇的計時點個數(shù)而定. . 【典例典例2 2】 利用圖利用圖1 1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度. .一斜面上安一斜面上安 裝有兩個光電門裝有兩個光電門, ,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處其

8、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光電門甲的位置可移 動動. .當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時, ,與兩個光電門都相連的計時器可以與兩個光電門都相連的計時器可以 顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.t.改變光電門甲的位置進行多次測量改變光電門甲的位置進行多次測量, , 每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑, ,并用米尺測量甲、乙之間的距離并用米尺測量甲、乙之間的距離s,s,記記 下相應(yīng)的下相應(yīng)的t t值值; ;所得數(shù)據(jù)如下表所示所得數(shù)據(jù)如下表所示. . s(m)s

9、(m)0.5000.5000.6000.6000.7000.7000.8000.8000.9000.9000.9500.950 t(ms)t(ms)292.9292.9371.5371.5452.3452.3552.8552.8673.8673.8776.4776.4 s/t(m/s)s/t(m/s)1.711.711.621.621.551.551.451.451.341.341.221.22 完成下列填空和作圖完成下列填空和作圖: : (1)(1)若滑塊所受摩擦力為一常量若滑塊所受摩擦力為一常量, ,滑塊加速度的大小滑塊加速度的大小a a、滑塊經(jīng)過光電門乙時、滑塊經(jīng)過光電門乙時 的瞬時速度

10、的瞬時速度v vt t、測量值、測量值s s和和t t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是 ; ; 解析解析: :(2)(2)描點并連線描點并連線, ,如圖所示如圖所示; ; 答案答案: :( (2)2)見解析見解析 答案答案: :( (3)2.0 3)2.0 題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練 1.1.(2019(2019甘肅蘭州模擬甘肅蘭州模擬) )(1)(1)打點計時器所用電源為頻率打點計時器所用電源為頻率50 Hz 50 Hz 的交流電源的交流電源, ,實實 驗時釋放紙帶與接通電源的先后順序是驗時釋放紙帶與接通電源的先后順序是. . 解析解析: :(1)(1)使用時應(yīng)先給打點計時

11、器通電使用時應(yīng)先給打點計時器通電, ,然后釋放紙帶然后釋放紙帶, ,如果先放開紙帶使如果先放開紙帶使 其開始運動其開始運動, ,再接通打點計時器的電源再接通打點計時器的電源, ,紙帶上可能有很長一段打不上點紙帶上可能有很長一段打不上點. . 答案答案: :(1)(1)先接通電源后釋放紙帶先接通電源后釋放紙帶 (2)(2)某同學(xué)在使用上述打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時某同學(xué)在使用上述打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時, ,得到了幾條得到了幾條 較為理想的紙帶較為理想的紙帶, ,他已在每條紙帶上按每他已在每條紙帶上按每5 5個點取一個計數(shù)點個點取一個計數(shù)點, ,并依打點先后順并依打點先

12、后順 序編號為序編號為0,1,2,3,4,5.0,1,2,3,4,5.由于不小心由于不小心, ,幾條紙帶都被撕斷了幾條紙帶都被撕斷了, ,如圖所示如圖所示, ,請根據(jù)給請根據(jù)給 出的出的A,B,C,DA,B,C,D四段紙帶回答下列問題四段紙帶回答下列問題: :在在B,C,DB,C,D三段紙帶中三段紙帶中, ,從紙帶從紙帶A A上撕下的那上撕下的那 段應(yīng)該是段應(yīng)該是, ,打紙帶打紙帶A A時時, ,物體的加速度大小是物體的加速度大小是 m/sm/s2 2. . 答案答案: :(2)C(2)C0.600.60 2.2.在做在做“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗時的實驗時, ,某同學(xué)得到

13、一條用打點計時器某同學(xué)得到一條用打點計時器 打下的紙帶如圖打下的紙帶如圖( (甲甲) )所示所示, ,并在其上取并在其上取A,B,C,D,E,F,G 7A,B,C,D,E,F,G 7個計數(shù)點個計數(shù)點, ,每相鄰每相鄰 兩個計數(shù)點間還有兩個計數(shù)點間還有4 4個點沒有畫出個點沒有畫出, ,打點計時器接周期為打點計時器接周期為T=0.02 s T=0.02 s 的交流的交流 電源電源. .他經(jīng)過測量并計算得到打點計時器在打他經(jīng)過測量并計算得到打點計時器在打B,C,D,E,FB,C,D,E,F各點時物體的瞬時各點時物體的瞬時 速度如下表速度如下表: : 計數(shù)點計數(shù)點B BC CD DE EF F 速度

14、速度/(m/(ms s-1 -1) ) 0.1220.1220.1640.1640.2050.2050.2500.2500.2890.289 (1)(1)計算計算v vF F的表達式為的表達式為v vF F= =; ; (2)(2)根據(jù)根據(jù)(1)(1)中得到的數(shù)據(jù)中得到的數(shù)據(jù), ,以以A A點對應(yīng)的時刻為點對應(yīng)的時刻為t=0,t=0,試在圖試在圖( (乙乙) )所給坐標系所給坐標系 中作出中作出v v- -t t圖像圖像, ,并求物體的加速度并求物體的加速度a=a=m/sm/s2 2; ; 答案答案: :( (2)v-t2)v-t圖像如解析圖所示圖像如解析圖所示0.418 0.418 (3)(

15、3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51 Hz,f=51 Hz,而做實驗的同學(xué)并不知道而做實驗的同學(xué)并不知道, ,那么那么 加速度的測量值與實際值相比加速度的測量值與實際值相比( (選填選填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不變不變”).). 解析解析: :(3)(3)如果在某次實驗中如果在某次實驗中, ,交流電源的頻率為交流電源的頻率為51 Hz50 Hz,51 Hz50 Hz,則實際打點則實際打點 周期變小周期變小, ,計算時仍然用原值計算時仍然用原值, ,因此由因此由x=aTx=aT2 2得出的加速度值與實際的加得出的加速度值與實際的加 速度值相比偏小速度

16、值相比偏小. . 答案答案: :(3)(3)偏小偏小 命題點二創(chuàng)新實驗命題點二創(chuàng)新實驗 【典例典例3 3】 (2017(2017全國全國卷卷,22),22)某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速 度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系. .使用的器材有使用的器材有: :斜面、滑塊、長度不同的斜面、滑塊、長度不同的 矩形擋光片、光電計時器矩形擋光片、光電計時器. . (2)(2)由圖由圖(c)(c)可求得可求得v vA A= =cm/s,a=cm/s,a=cm/scm/s2 2.(.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字) ) 答案

17、答案: :(2)52.1(2)52.116.016.0 【創(chuàng)新創(chuàng)新/ /改進點分析改進點分析】 1.1.裝置創(chuàng)新裝置創(chuàng)新: :更換滑塊上的擋光片更換滑塊上的擋光片, ,通過光電門通過光電門, ,且釋放滑塊時擋光片前端位且釋放滑塊時擋光片前端位 置相同置相同. . 題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練 1.1.(2019(2019江蘇無錫模擬江蘇無錫模擬) )在暗室中用如圖在暗室中用如圖( (甲甲) )所示裝置做所示裝置做“測定重力加速度測定重力加速度” 的實驗的實驗, ,實驗器材有實驗器材有: :支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁 盒、一根熒光刻度的米

18、尺、頻閃儀盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀. .具體實驗步驟如下具體實驗步驟如下: : 在漏斗內(nèi)盛滿清水在漏斗內(nèi)盛滿清水, ,旋松螺絲夾子旋松螺絲夾子, ,水滴會以一定的頻率一滴滴地落下水滴會以一定的頻率一滴滴地落下. . 用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮, ,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到 第一次看到一串仿佛固定不動的水滴第一次看到一串仿佛固定不動的水滴. . 利用頻閃照相獲取下落水滴和豎直放置的米尺的照片利用頻閃照相獲取下落水滴和豎直放置的米尺的照片. . 由豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度由豎直放置的米尺測得各個水滴所

19、對應(yīng)的刻度. . 采集數(shù)據(jù)進行處理采集數(shù)據(jù)進行處理. . (1)(1)實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時, ,頻閃儀的閃光頻率滿足的頻閃儀的閃光頻率滿足的 條件是條件是 . . (2)(2)實驗中觀察到水滴實驗中觀察到水滴“固定不動固定不動”時的閃光頻率為時的閃光頻率為30 Hz,30 Hz,某同學(xué)讀出其中幾某同學(xué)讀出其中幾 個比較遠的水滴到第一個水滴的距離如圖個比較遠的水滴到第一個水滴的距離如圖( (乙乙) )所示所示, ,根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓痈鶕?jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓?速度速度g=g= m/sm/s2 2; ;第第8 8個水滴此時的速度個水滴此時

20、的速度v v8 8= =m/s.(m/s.(結(jié)果都保留結(jié)果都保留 三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字) ) (3)(3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有( (答出一條即可答出一條即可) ) . 解析解析: :(1)(1)后一水滴經(jīng)過一個頻閃間隔運動到前一水滴的位置后一水滴經(jīng)過一個頻閃間隔運動到前一水滴的位置, ,可看到一串仿可看到一串仿 佛固定不動的水滴佛固定不動的水滴, ,即頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時即頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時, ,水滴仿佛不動水滴仿佛不動. . (3)(3)存在空氣阻力對水滴的運動產(chǎn)生影響存在空氣阻力對水滴的運動產(chǎn)生影響, ,水滴滴落的頻率不恒定也會對實

21、水滴滴落的頻率不恒定也會對實 驗產(chǎn)生影響驗產(chǎn)生影響. . 答案答案: :見解析見解析 2.2.某興趣小組的同學(xué)們利用如圖某興趣小組的同學(xué)們利用如圖( (甲甲) )所示的裝置所示的裝置“研究勻變速直線運動的規(guī)研究勻變速直線運動的規(guī) 律律”. .他們將質(zhì)量為他們將質(zhì)量為m m1 1的物體的物體1 1與質(zhì)量為與質(zhì)量為m m2 2的物體的物體2(m2(m1 1mm2 2) )通過輕繩懸掛在定滑通過輕繩懸掛在定滑 輪上輪上, ,打點計時器固定在豎直方向上打點計時器固定在豎直方向上, ,物體物體1 1通過鐵夾與紙帶相連接通過鐵夾與紙帶相連接. .開始時物體開始時物體 1 1與物體與物體2 2均處于靜止狀態(tài)均處于靜止狀態(tài), ,之后將它們同時釋放之后將它們同時釋放. . 圖圖( (乙乙) )所示為實驗中打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶所示為實驗中打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶,O,O是打點計時器打是