實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)核心考點(diǎn)導(dǎo)學(xué) 師說： 高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，即所謂情境新而知識(shí)舊因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題. 【了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng) 2掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(xaT2) 3測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 【理解實(shí)驗(yàn)原理】 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (1)作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02 s打一次點(diǎn) (3)紙帶上點(diǎn)的意義： 表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置 通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況 可以利用紙帶上打出的點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)

2、間的時(shí)間間隔 【知道實(shí)驗(yàn)器材】 電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片 【熟習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟】 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)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，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將它的一端固定在小車的后面實(shí)驗(yàn)裝置如圖，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行 3將小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次 4從幾條紙帶中選擇一

3、條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并填入表中.位置編號(hào)0123456時(shí)間t/sx/mv/(ms1) 5計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3 6利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中 7增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn) 二、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論 1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖象 (1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖所示 (2)做一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落

4、到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象，它是一條傾斜的直線 2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)得出的vt圖象進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律既然小車的vt圖象是一條傾斜的直線，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(shí)間均勻變化 【警惕注意事項(xiàng)】 1.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再釋放小車 2釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置 3使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面 4小車另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，避免速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，

5、或者速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過于密集 5先斷開電源，再取下紙帶 6選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔等于多少 7對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如打出的點(diǎn)較輕或是短線時(shí)，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度 8對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個(gè)位置，以保證打點(diǎn)清晰 9不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與第0個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，再逐個(gè)計(jì)算x1、x2、x3，讀數(shù)時(shí)要注意有效數(shù)字的要求，計(jì)算a時(shí)要注意用逐差法，以減小誤差 10盡可能保證小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的方法是： (1)細(xì)繩盡可能與長(zhǎng)木板面保持平行；(2

6、)滑輪和車輪摩擦力要盡量小；(3)長(zhǎng)木板表面粗糙程度、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦基本保持一致 1根據(jù)紙帶測(cè)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(shí)間間隔不完全相等引起誤差 3用作圖法，作出的vt圖象并不是一條直線 4木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測(cè)量得到的加速度只能是所測(cè)量段的平均加速度考向案例研究 例12012山東理綜，21(1)某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz

7、. (一)名師分析解題 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中，兩相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之差為定值，依題意s2.00 cm，而12.2811.011.27 cm2.00 cm，說明物塊在6、7之間某個(gè)時(shí)刻開始減速 (二)調(diào)用所學(xué)解題 67(或76)1.001.202.00偏大 例2在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中： (1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是_ (2)如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間

8、隔T0.02 s，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm. 下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度.位置BCDEF速度/(ms1)0.7370.8010.994 (3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線 (4)根據(jù)你畫出的小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a_m/s2. (一)名師分析解題 (1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測(cè)力計(jì) (二)調(diào)用所學(xué)解題 (1)彈簧測(cè)力計(jì)(2)0.8640.928(3)見解析圖 (4)(0.640.01) 例3某同學(xué)用圖所示裝置測(cè)量重力加速度g，所用交流電頻率為50 Hz.在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每隔兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如圖所示 從數(shù)據(jù)處理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，對(duì)實(shí)