高三高考物理知識點(diǎn)總復(fù)習(xí)精講通用PPT課件研究勻變速直線運(yùn)動

1、高三高考物理知識點(diǎn)總復(fù)習(xí)精講課件研究勻變速直線運(yùn)動1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器，學(xué)會用打上點(diǎn)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)動的加速度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?打點(diǎn)計(jì)時器(1)作用：計(jì)時儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，每隔 s打一次點(diǎn)(2)工作條件 0.022204 V6 V二、實(shí)驗(yàn)原理(3)紙帶上點(diǎn)的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時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)動情況可以利用紙帶上打出的點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔 2利用紙帶判斷物體運(yùn)動狀態(tài)的方法(1)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)不同時刻的速度分別為v1、v2、v3、v4、，

2、若v2v1v3v2v4v3，則說明物體在相等時間內(nèi)速度的增量相等，由此說明物體在做勻變速直線運(yùn)動，即a aT2(2)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4，若xx2x1x3x2x4x3，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動，且x .3速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法”求速度即vn ，如圖所示(2)由紙帶求物體運(yùn)動的加速度逐差法：即根據(jù)x4x1x5x2x6x33aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔)，求出a1 、a2 、a3 ，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動的加速度： .圖象法：即先根據(jù)vn 求出多個點(diǎn)的瞬時速度，后作出vt圖象，圖象的斜率即為物體運(yùn)動的加

3、速度三、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)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)寫紙片四、實(shí)驗(yàn)步驟1把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路把一條細(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(diǎn)計(jì)時器，并將它的一端固定在小車的后面實(shí)驗(yàn)裝置見下圖所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行2把小車停在靠近 處，先 ，后 ，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次3從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測量的點(diǎn)開始確

4、定計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時間作為時間單位，即T0.1 s，如圖所示，正確使用毫米刻度尺測量O計(jì)數(shù)點(diǎn)到各個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入設(shè)計(jì)的表格中打點(diǎn)計(jì)時器接通電源放開小車4根據(jù)測量結(jié)果，用逐差法求出加速度a，或利用某一段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，作出vt圖象，由圖象的斜率求得加速度五、注意事項(xiàng)1. 開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器2. 應(yīng)該先接通電源，再釋放小車，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住3. 先斷開電源，再取下紙帶4. 對于電磁打點(diǎn)計(jì)時器，如打出的點(diǎn)較輕或是短線時，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度5. 選擇一條理想的紙帶，是指

5、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)時點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于(n1)t.6. 每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個位置，以保證打點(diǎn)清晰(注意此項(xiàng)只對于電磁打點(diǎn)計(jì)時器才適用)7. 不要分段測量各段位移，應(yīng)一次測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，再逐個計(jì)算x1、x2、x3，讀數(shù)時應(yīng)估讀到0.1 mm.8. 盡可能保證小車做勻加速直線運(yùn)動的方法是：細(xì)繩盡可能與板面保持平行；滑輪和車輪靈活；長木板表面粗糙程度、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器之間的摩擦基本保持一致題型一：對實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)的考查例1 在“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下，其中錯誤

6、或遺漏的步驟有(遺漏可編上序號G、H)_A拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時器處先放開紙帶，再接通電源B將打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上，并接好電源C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼D取下紙帶E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運(yùn)動F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔將以上步驟完善并按合理順序填寫在橫線上_【解析】A中應(yīng)先接通電源再放開紙帶，D中先斷開電源，使計(jì)時器停止工作，再取下紙帶；遺漏G，換上新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次【答案】ADGBEFCADG例2 (1)某同學(xué)要進(jìn)行探究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，請?jiān)谙旅媪谐龅膶?shí)驗(yàn)器材中，選出本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材填在橫

7、線上(填編號)：_.打點(diǎn)計(jì)時器天平低壓交流電源低壓直流電源細(xì)繩和紙帶鉤碼和小車秒表一端有滑輪的長木板刻度尺題型二：紙帶數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算(2)把紙帶的下端固定在重物上，上端用手提著，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，接通電源后將紙帶釋放，重物便拉著紙帶下落紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中有一段如圖所示，則紙帶的哪端與重物相連？_(填左端或右端)(3)若電源的頻率為50 Hz，實(shí)驗(yàn)者在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，將每隔4個計(jì)時點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔應(yīng)為_s；如上圖所示，是用打點(diǎn)計(jì)時器測定勻變速直線運(yùn)動規(guī)律時打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)，則vB_ m/s，a_m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位

8、有效數(shù)字)(4)如果在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度時，實(shí)驗(yàn)者不知道工作電壓的頻率變?yōu)樾∮?0 Hz，這樣計(jì)算出的加速度值與直實(shí)值相比是_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)不需要天平測質(zhì)量，打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)用低壓交流電源，也不用秒表測時間，故不需要的器材為.(2)開始端，紙帶速度較小，點(diǎn)間距應(yīng)較小，故左端與重物相連(3)打點(diǎn)周期T0 s0.02 s，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T5T00.1 s.vB m/s0.26 m/s，由a 得：a0.40 m/s2. (4) 因由xaT2計(jì)算時，用的T比實(shí)際的T小，故計(jì)算出的a比真實(shí)值偏大【答案】(1)(2)左端 (3)0.10.260.40(4

9、)偏大【方法與知識感悟】在進(jìn)行紙帶數(shù)據(jù)的計(jì)算時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)弄清紙帶中已知的是計(jì)時點(diǎn)還是計(jì)數(shù)點(diǎn)，若是計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是多少；(2)弄清題中已知的距離是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離還是每個計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若是后者應(yīng)換算成相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離再代入原理公式計(jì)算；(3)計(jì)算時注意將單位化為國際單位制；(4)注意題中要求保留幾位有效數(shù)字在用vt圖象處理數(shù)據(jù)時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)確定坐標(biāo)標(biāo)度要適當(dāng)，盡量使描出的線布滿整個坐標(biāo)紙；(2)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)；(3)將點(diǎn)連成線時，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分

10、布在直線的兩側(cè)(如右圖)例3 張明同學(xué)想研究一下剛買來的遙控電動車的運(yùn)動，他找來一個廢棄的小輸液瓶，瓶內(nèi)裝上墨水，通過調(diào)節(jié)開關(guān)使墨水緩慢滴下，然后將這個裝置固定在車的尾部，使車從靜止開始沿直線前進(jìn)然后，他在離出發(fā)點(diǎn)不遠(yuǎn)處，選擇墨水滴間距離較大處的一個點(diǎn)為起點(diǎn)，用卷尺測量這個點(diǎn)后面的10個點(diǎn)到這個點(diǎn)的距離，并記錄在下表中.12345678910距離(m)0.4221.5463.0764.8906.8138.71310.64512.57114.48316.419題型三：實(shí)驗(yàn)的拓展變式(1)張明制作的裝置相當(dāng)于物理實(shí)驗(yàn)室的什么儀器？(2)通過上表數(shù)據(jù)，你認(rèn)為小車在所記錄的這段時間內(nèi)做怎樣的運(yùn)動？ (

11、3)要測量小車做勻速運(yùn)動的速度，張明同學(xué)需要知道什么物理量？他還要需要什么測量工具？ 如何測量？【思路點(diǎn)撥】這不是教材中的實(shí)驗(yàn)，而是教材上打點(diǎn)計(jì)時器原理的創(chuàng)新應(yīng)用，很好地理解打點(diǎn)計(jì)時器原理，并能遷移應(yīng)用，是解這個題的關(guān)鍵【解析】(1)張明制作的裝置相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時器(2)求出相鄰兩點(diǎn)間的距離如下表01x112x223x334x445x556x667x778x889x9910 x10距離(m)0.4221.1241.5301.8141.9231.9001.9321.9261.9121.936從上表可以看出，開始時相鄰兩點(diǎn)間的距離是逐漸變大的，后面兩點(diǎn)間的距離基本上保持不變，說明開始時小車做加速運(yùn)動

12、，后面做勻速運(yùn)動(3)他需要知道滴出相鄰的兩墨水滴的時間間隔，要用秒表才能測出，從滴出第一滴計(jì)時，數(shù)到滴下n滴(n30)所用時間為t.則這個時間間隔t .【方法與知識感悟】該實(shí)驗(yàn)的拓展變遷主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1)對打點(diǎn)計(jì)時器的原理的拓展變遷，如例3中的滴水法、頻閃照相法、利用勻速圓周運(yùn)動的甩墨法、單擺甩墨法等(2)測速度和加速度的方法變遷，如利用光電門測速度和加速度(3)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的拓展，如利用打點(diǎn)計(jì)時器測加速度結(jié)合牛頓第二定律來測定動摩擦因數(shù)1某同學(xué)用電火花打點(diǎn)計(jì)時器(其打點(diǎn)周期T0.02 s)來測定自由落體的加速度試回答：下列器材料中，不需要的是 (只需填選項(xiàng)字母)A直尺 B紙帶 C重錘

13、 D學(xué)生電源實(shí)驗(yàn)中在紙帶上連續(xù)打出點(diǎn)1、2、39，如圖所示，由此測得加速度的大小為 m/s2.D9.4當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8 m/s2，測量值與實(shí)際值有差異的主要原因是 空氣阻力，紙帶與限位孔之間的摩擦力【解析】電火花打點(diǎn)計(jì)時器使用220 V交流電源，不需要的是D；依s6s15aT2(3.922.04)1025a(0.02)2，a9.4 m/s2，空氣阻力，紙帶與限位孔之間的摩擦力2某同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時，打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率是50Hz，在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，他把某一點(diǎn)記作O，再選依次相鄰的6個點(diǎn)作為測量點(diǎn)，分別標(biāo)以A、B、C、D、E和F，如圖所

14、示(1)如果測得C、D兩點(diǎn)相距2.70 cm，D、E兩點(diǎn)相距2.90 cm，則在打D點(diǎn)時小車的速度是 m/s.(2)該同學(xué)分別算出打各點(diǎn)時小車的速度，然后根據(jù)數(shù)據(jù)在vt坐標(biāo)系中描點(diǎn)(如圖所示)，由此可求得小車的加速度a m/s2.1.405.00【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，打D點(diǎn)的速度等于CE段的平均速度，即vD m/s1.40 m/s.(2)根據(jù)描點(diǎn)作一條過原點(diǎn)的直線，直線的斜率即為小車的加速度圖象如圖所示，求出加速度為5.00 m/s2.3光電計(jì)時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電

15、計(jì)時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來圖(b)中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計(jì)時器沒有畫出，長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)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(biāo)卡尺測量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖(c)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)1.0101.02.5(3)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近

16、似值，它們實(shí)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(shí)值，可將 的寬度減小一些. 平均速度滑塊【解析】(1)d10 mm0.05 mm210.10 mm1.010 cm.(2)v1 m/s1.0 m/sv2 = m/s2.5 m/s.(3)v1、v2實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時的平均速度，要使瞬時速度的測量值更接近于真實(shí)值，可將滑塊的寬度減小一些. 【鞏固基礎(chǔ)】*1. 在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，下列方法有助于減少實(shí)驗(yàn)誤差的是( )A選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個點(diǎn)的時間間隔作為一個時間單位B使小車運(yùn)動的加速度盡量小些C舍去紙帶上開始時密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、間隔適當(dāng)?shù)哪且徊?/p>

17、分進(jìn)行測量、計(jì)算D適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個數(shù)ACD【解析】選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔較大，在用直尺測量這些計(jì)數(shù)點(diǎn)與O計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時，在測量絕對誤差基本相同的情況下，相對誤差較小，A正確；在實(shí)驗(yàn)中，如果小車運(yùn)動的加速度過小，打出的點(diǎn)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，B錯誤，D正確；為了減小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(diǎn)，C正確. BC 3在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時刻(s)0.10.20.30

18、.40.50.6通過計(jì)數(shù)點(diǎn)時的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0C為了算出加速度，合理的方法是( )A根據(jù)任意兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a算出加速度B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖，量出其傾角，由atan 算出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖，由圖線上間隔較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度，用公式a 算出加速度D依次算出通過連續(xù)兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度【解析】根據(jù)任意兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式a 算出加速度的偶然誤差較大，A不合理；B選項(xiàng)是錯誤的，a ，由于兩坐標(biāo)軸單位長度的標(biāo)度值不相同，a不一定等于tan，如圖所示，tan451，而a3 m/s2，由圖線上間隔較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)對應(yīng)的速度，利用公式a 算出的加速度偶然誤差小，即C合理；依次算出通過連續(xù)兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，實(shí)際只相當(dāng)于用了第1組和第6組兩組數(shù)據(jù)，偶然誤差仍然較大，D不合理【提升能力】4如圖所示，是做測定勻變速直線運(yùn)動的加速度實(shí)驗(yàn)時，打點(diǎn)計(jì)時器打出的一段紙帶，A、B、C、D是連續(xù)打出的幾個點(diǎn)測得AB4.2 cm，AC8.8 cm，AD13.8 cm，所用交流電源的頻率為50 Hz，則物體的加速度為_m/s2，打B點(diǎn)時速度為 m/s.