高中物理課件第01章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)一探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

高中物理課件實(shí)驗(yàn)一探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究夯實(shí)必備知識(shí)研透命題要點(diǎn)目錄CONTENTS//////////////提升素養(yǎng)能力///////1.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)、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、紙帶、細(xì)繩、槽碼、________、導(dǎo)線(xiàn)、電源、復(fù)寫(xiě)紙?？潭瘸?.實(shí)驗(yàn)裝置(如圖1所示)3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按照如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板________的一端，接好電源。(2)把一細(xì)繩系在小車(chē)上，細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下端掛合適的槽碼，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車(chē)后面。(3)把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先__________，后__________。(4)小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開(kāi)電源，取下紙帶。(5)換紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。無(wú)滑輪接通電源放開(kāi)小車(chē)4.注意事項(xiàng)(1)平行：紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。(2)兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源，后取下紙帶。(3)防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止槽碼落地及小車(chē)與滑輪相撞。(4)減小誤差：小車(chē)的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差，計(jì)算加速度大小時(shí)以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。(5)小車(chē)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放。1.依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)x1、x2、x3…xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。(2)Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…。(3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.02ns(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，n為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間計(jì)時(shí)點(diǎn)的間隔數(shù))。(4)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否為常數(shù)，即Δx＝aT2，小車(chē)就做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。2.數(shù)據(jù)處理(3)利用速度—時(shí)間圖像求加速度①作出速度—時(shí)間圖像，通過(guò)圖像的斜率求解物體的加速度。②剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度。命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【真題示例1】

(2019·全國(guó)Ⅰ卷，22)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖2所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出。在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是________點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為_(kāi)_______m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為_(kāi)_______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。圖2【針對(duì)訓(xùn)練1】

(2021·天津市等級(jí)考模擬)

用電火花計(jì)時(shí)器研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)打出了如圖3所示的一條紙帶。圖3(1)電火花計(jì)時(shí)器接的是________伏的________(填“直流”或“交流”)電源；計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次得到了O、A、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖3所示。(2)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則紙帶的________(填“左”或“右”)端與小車(chē)相連。(3)用刻度尺量得OA＝1.20cm，OB＝2.80cm，OC＝5.80cm，OD＝7.20cm，打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_(kāi)_______m/s，紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變大，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值比實(shí)際值________(填“偏大”或“偏小”)。(5)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法正確的是________。A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是6V以下的直流電源B.在測(cè)量物體速度時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后讓物體運(yùn)動(dòng)C.使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小D.電源的電壓越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新1.高考啟示高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景。因此，要在夯實(shí)教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題。2.情景拓展3.數(shù)據(jù)處理【例2】

某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①如圖4(a)，將光電門(mén)固定在斜面下端附近：將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑；②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線(xiàn)被擋光片遮住的時(shí)間Δt；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開(kāi)始下滑，重復(fù)步驟②、③；⑤多次重復(fù)步驟④；圖5(2)由圖5可求得vA＝______cm/s，a＝______cm/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。題干【真題示例3】

[2020·海南卷，14(2)]某同學(xué)用如圖6(a)所示的裝置測(cè)量重力加速度。圖6實(shí)驗(yàn)器材：有機(jī)玻璃條(白色是透光部分，黑色是寬度均為d＝1.00cm的擋光片)，鐵架臺(tái)，數(shù)字計(jì)時(shí)器(含光電門(mén))，刻度尺。主要實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①將光電門(mén)安裝在鐵架臺(tái)上，下方放置承接玻璃條下落的緩沖物；②用刻度尺測(cè)量?jī)蓳豕馄g的距離，刻度尺的示數(shù)如圖(b)所示，讀出兩擋光片間的距離L＝________cm；③手提玻璃條上端使它靜止在________方向上，讓光電門(mén)的光束從玻璃條下端的透光部分通過(guò)；④讓玻璃條自由下落，測(cè)得兩次擋光的時(shí)間分別為t1＝10.003ms和t2＝5.000ms；⑤根據(jù)以上測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g＝______m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析

②兩擋光片間的距離L＝15.40cm－0cm＝15.40cm。③手提玻璃條上端使它靜止在豎直方向上，讓光電門(mén)的光束從玻璃條下端的透光部分通過(guò)。答案②15.40

③豎直⑤9.74題干【針對(duì)訓(xùn)練2】

(2020·江蘇卷，11)疫情期間“停課不停學(xué)”，小明同學(xué)在家自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。用手機(jī)拍攝物體自由下落的視頻，得到分幀圖片，利用圖片中小球的位置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)裝置如圖7所示。圖7(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球，其中最適合用作實(shí)驗(yàn)中下落物體的是________。(2)下列主要操作步驟的正確順序是________(填寫(xiě)各步驟前的序號(hào))。①把刻度尺豎直固定在墻上②捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放③手機(jī)固定在三角架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置④打開(kāi)手機(jī)攝像功能，開(kāi)始攝像(4)在某次實(shí)驗(yàn)中，小明釋放小球時(shí)手稍有晃動(dòng)，視頻顯示小球下落時(shí)偏離了豎直方向。從該視頻中截取圖片，__________(選填“仍能”或“不能”)用(3)問(wèn)中的方法測(cè)出重力加速度。1.某探究小組為了研究小車(chē)在桌面上的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車(chē)旁，如圖9(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車(chē)。在小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)A．二圖9(1)由圖(b)可知，小車(chē)在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車(chē)運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為_(kāi)_____m/s，加速度大小為_(kāi)_____m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。答案(1)從右向左(2)0.19

0.038解析

(1)小車(chē)在阻力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，由圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車(chē)在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)。2.(2019·全國(guó)Ⅲ卷，22)甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1s拍1幅照片。 (1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A.米尺

B.秒表 C.光電門(mén)

D.天平 (2)簡(jiǎn)述你選擇的器材在本