17-18版第1章實驗1　研究勻變速直線運(yùn)動

1、實驗一研究勻變速直線運(yùn)動 一、實驗?zāi)康?練習(xí)正確使用打點計時器，學(xué)會利用打上點的紙帶研究物體的運(yùn)動2掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動的方法(xaT2)3測定勻變速直線運(yùn)動的加速度二、實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片考點一| 實驗原理與操作母題某同學(xué)用如圖實­1­1甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運(yùn)動甲乙圖實­1­1實驗步驟如下：A安裝好實驗器材；B讓小車拖著紙帶運(yùn)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

2、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(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，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秒表D刻度尺E天平F重錘G彈簧測力計H滑動變阻器(2)如果小車做勻加速運(yùn)動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3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_(3)如果小車做勻加速直線運(yùn)動，測出前六段相等時間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點計時

3、器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a的表達(dá)式為：_.【答案】(1)A、D(2)x3x2x2x1(3)a借題悟法·核心點撥1.兩種打點計時器的不同題干部分(1)電磁打點計時器使用6 V以下低壓50 Hz交流電源，用振針打點，每隔0.02 s打一次點.(2)電火花計時器使用220 V、50 Hz的交流電源，電火花打點，每隔0.02 s打一次點.2.勻變速直線運(yùn)動的判斷第(2)問第1空連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差為恒量，即x2x1x3x2x4x3恒量，物體做勻變速直線運(yùn)動.3.由紙帶求物體運(yùn)動速度的方法第(2)問第2空根據(jù)勻變速直線運(yùn)動某段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度vn.

4、4.由紙帶用逐差法求加速度第(3)問即根據(jù)x4x1x5x2x6x33aT2(T為相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔)，求出a1，a2，a3，再算出a1、a2、a3的平均值a，即為物體的加速度.母題遷移在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實驗時，為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上：_.A把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面B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C再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面E把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車

5、拖著紙帶運(yùn)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F從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點，并把每打五個點的時間作為時間單位在選好的開始點下面記作0，往后第六個點作為計數(shù)點1，依此標(biāo)出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩點間的距離G根據(jù)公式a1，a2，a3及a求出aABCDFG在實驗中盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動情況，既要減小運(yùn)動誤差也要減小紙帶的分析誤差其中E項中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源考點二| 數(shù)據(jù)處理與誤差分析母題如圖實­1­2所示，

6、是某同學(xué)由打點計時器得到的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的頻率f50 Hz，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.圖實­1­2(1)下表列出了打點計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D、E兩點時小車的瞬時速度(保留三位有效數(shù)字)位置BCDEF速度(m·s1)0.7370.8010.994(2)以A點為計時起點，在坐標(biāo)圖實­1­3中畫出小車的速度時間圖線圖實­1

7、73;3(3)根據(jù)你畫出的小車的速度時間圖線計算出小車的加速度a_m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(4)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f49 Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏_(選填“大”或“小”) 【導(dǎo)學(xué)號：92492047】【答案】(1)0.8640.928(2)如圖所示(3)0.63(4)大借題悟法·核心點撥1.計時間隔的計算題干部分(1)打點周期T00.02 s，與計時間隔不一定相同.(2)兩計數(shù)點間有四個點沒有畫出，計時間隔T5T00.1 s.2.瞬時速度的計算和有效數(shù)字第(1)問(1)瞬時速度用公式vn來計算.(2)有效數(shù)字的位數(shù)

8、是從左側(cè)第1個不為零的數(shù)開始數(shù)直到右側(cè)最后1位為止.3.利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法第(2)問(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在v­t坐標(biāo)系中準(zhǔn)確描出各點.(2)用直線將各點連接起來，不在直線上的點盡量對稱地分布在直線兩側(cè).(3)注意圖線是否過原點.4.利用圖象求解加速度的方法第(3)問(1)v­t圖線的斜率即為物體的加速度.(2)選兩距離較遠(yuǎn)，讀數(shù)較準(zhǔn)確的兩點.(3)a，注意結(jié)果符合有效數(shù)字要求.5.實驗誤差分析第(4)問(1)電網(wǎng)頻率不穩(wěn)引起實驗系統(tǒng)誤差.(2)測量數(shù)據(jù)及描點、連線作圖不準(zhǔn)引起誤差.母題遷移(2017·鹽城模擬)在“研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)獲得的

9、一條紙帶如圖實­1­4所示圖實­1­4(1)已知打點計時器的電源頻率為50 Hz，則打點計時器在紙帶上打下相鄰兩點的時間間隔為_(2)A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距x_m.(3)C點對應(yīng)的速度是_m/s，小車運(yùn)動的加速度為_m/s2.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)若實驗后發(fā)現(xiàn)，實際所用交流電的頻率高于50 Hz，則第(3)問中計算結(jié)果與實際值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”) 【導(dǎo)學(xué)號：92492048】【解析】(1)打點計時器在紙帶上打下相鄰兩點的時間間隔t s0.02

10、 s.(2)由于每兩個相鄰計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s，A、B間的距離x0.30 cm0.003 0 m.(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動某段時間中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度，可以求出打下C點時小車的瞬時速度大小vC m/s0.060 m/s.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，得a0.20 m/s2.(4)如果實驗中實際所用交流電的頻率高于50 Hz，那么實際打點周期變小，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得第(3)問中計算結(jié)果與實際值相比偏小【答案】(1)0.02 s(2)0.003 0(3)0.0600.20 (4)偏小考點三| 實驗拓展與創(chuàng)

11、新創(chuàng)新點1利用光電計時器研究勻變速運(yùn)動1如圖實­1­5所示為測量做勻加速直線運(yùn)動小車的加速度的裝置，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上，測得二者間的距離為d.圖實­1­5(1)當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩擋光片先后經(jīng)過的時間t1和t2，則小車加速度a_.(2)為減小實驗誤差，可采取的方法是()A增大兩擋光片寬度bB減小兩擋光片寬度bC增大兩擋光片間距dD減小兩擋光片間距d【解析】(1)擋光片A經(jīng)過光電門時小車的速度v1擋光片B經(jīng)過光電門時小車的速度v2由vv2ad可求得小車的加速度a.(2)兩擋光片寬度b越小，v1、v2越接近擋光片中點的速度，兩

12、擋光片間距越大，v1和v2差值越大，測量小車加速度的誤差越小，故B、C正確【答案】(1)(2)BC創(chuàng)新點2用頻閃照相法研究勻變速運(yùn)動2某同學(xué)獲得一豎直上拋小球的頻閃照片(如圖實­1­6所示)，已知頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖實­1­6(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t4時刻小球的速度v4_m/s.(2)小球上升的加速度大小約為a_m/s2.(3)對(2)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可得到的結(jié)論是_.【導(dǎo)學(xué)號：92492049】【解析】(1)做勻變速直線運(yùn)動的物體

13、，某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故t4時刻的瞬時速度等于t3t5時間段的平均速度，即v4 m/s3.98 m/s.(2)由xaT2得，小球的加速度大小為a×102 m/s210.0 m/s2.(3)小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升過程中受到空氣阻力的作用【答案】(1)3.98(2)10.0(3)小球上升過程中受到空氣阻力的作用創(chuàng)新點3用滴水法研究勻變速運(yùn)動3在暗室中用如圖實­1­7所示裝置做“測定重力加速度”的實驗實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀具體實驗步驟如下：圖實­1&

14、#173;7在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，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，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用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(1)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條件是_.(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個水滴的距離如圖實­1­8所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭_m/s2；第8個水滴此時的速度v8_m/s.(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)圖實­1­8(3)該實驗存在

15、的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：_. 【導(dǎo)學(xué)號：92492050】【解析】(1)后一水滴經(jīng)過一個頻閃間隔運(yùn)動到前一水滴的位置，可看到仿佛固定不動的一串水滴，即頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，水滴仿佛不動(2)g m/s29.72 m/s2；v8 m/s2.27 m/s.(3)存在空氣阻力會對水滴的運(yùn)動產(chǎn)生影響，水滴滴落的頻率不恒定也會對實驗產(chǎn)生影響【答案】見解析創(chuàng)新點4利用周期性運(yùn)動研究勻變速直線運(yùn)動4如圖實­1­9甲所示的裝置可以測量圓柱棒下落的加速度，用細(xì)線懸掛著包有白紙且質(zhì)量為1.00 kg的圓柱棒，蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)的飛輪上并隨之在額定轉(zhuǎn)速下勻速轉(zhuǎn)動燒斷懸

16、掛圓柱棒的細(xì)線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒外面的白紙上畫出記號，如圖乙所示設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運(yùn)動，測得記號之間的距離依次為d126.0 mm、d250.0 mm、d374.0 mm、d498.0 mm、d5122.0 mm、d6146.0 mm，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1 200 r/min”字樣根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題：甲乙圖實­1­9(1)毛筆畫相鄰兩記號的時間間隔T_s.(2)毛筆畫下記號3時，圓柱棒下落的速度v3的計算公式為_(用物理量表示)，其大小v3_m/s；在毛筆畫下記號6時，圓柱棒的速度大小v6_m/s；棒下落的加速度a_m/s2.【解析】(1)根據(jù)題意可知：毛筆畫相鄰兩個記號的時間間隔為電動機(jī)的轉(zhuǎn)動周期，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1 200 r/min”字樣，即每秒轉(zhuǎn)20周，所以T0.05 s.(2)根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動中某段時間