實驗一 研究勻變速直線運動-2025屆高三物理一輪復習

高考物理總復習課件第一章

質(zhì)點的直線運動實驗一研究勻變速直線運動一、基本原理與操作二、數(shù)據(jù)處理平行紙帶、細繩要和長木板平行靠近或遠離釋放小車前，應使小車停在靠近打點計時器的位置或遠離定滑輪兩先兩后實驗時應先接通電源，后釋放小車.實驗后先斷開電源，后取下紙帶防止碰撞在到達長木板末端前應讓小車停止運動，防止鉤碼落地及小車與滑輪碰撞三、注意事項減小誤差小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當，避免速度過大而使紙帶上打的點太少，或者速度太小，使紙帶上打的點過于密集紙帶選取選擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點跡密集部分，適當選取計數(shù)點準確作圖在坐標紙上，縱、橫軸選取合適的單位，仔細描點連線，不能連成折線，應作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點應均勻分布在直線的兩側(續(xù)表)考點1實驗原理與操作

【典題1】在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，請將你認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.再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，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，讓小車拖著紙帶運動，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起始點，并把每打五個點的時間作為時間單位.在選好的起始點下面記作0，往后第五個點作為計數(shù)點1，依次標出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計數(shù)點間的距離

解析：在實驗中應盡可能地保證小車做勻變速直線運動，同時也要求紙帶盡可能地直接反映小車的運動情況，既要減小系統(tǒng)誤差又要減小偶然誤差.其中E項中的電源應采用交流電源，而不是直流電源.答案：ABCDFG考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析考向1v-t圖像處理數(shù)據(jù)【典題2】(2023

年廣東佛山月考)學生甲利用如圖S1-1所示實驗裝置進行“研究勻變速直線運動”的實驗.(1)請補充完整實驗步驟.圖S1-1A.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌邊.B.把打點計時器固定在木板沒有滑輪的一端，并與電源相連接.C.把穿過打點計點器的紙帶固定在小車后面.D.把一條跨過滑輪的細繩一端拴在小車上，另一端吊一鉤碼.E.先讓小車停在______________________處，接通電源，放開小車.F.斷開電源，取下紙帶.G.換上新紙帶，重作兩次實驗.H.求出三次測量加速度的平均值，作為測量的最后結果.

(2)他在實驗時將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖S1-2所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)，用刻度尺測量出s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm.圖S1-2(3)該同學利用測量的數(shù)據(jù)描繪v-t圖像，在描繪前，還不知道小車是否做勻變速直線運動.用平均速度Δs

Δt表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是___________(填“越小越好”或“與大小無關”)，該同學隨后作出v-t圖像如圖S1-3所示，觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是________________.v-t圖像斜率的物理意義是____________________.圖S1-3

(4)接著學生甲用逐差法求得小車的加速度a＝________m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)，結果保留兩位有效數(shù)字).如果在測定勻變速直線運動的加速度時，學生甲不知道工作電壓的頻率變?yōu)?0Hz，這樣計算出的加速度與真實值相比是________(填“偏大”“偏小”或“不變”).(5)下列方法有助于減小實驗誤差的是()

A.選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位

B.使小車運動的加速度盡量小些

C.舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算

D.使掛在細繩下鉤碼的個數(shù)盡可能地多

答案：(1)靠近打點計時器(3)越小越好隨著時間的增大，速度在均勻增大加速度的大小(4)0.80偏大(5)AC考向2公式處理實驗數(shù)據(jù)

【典題3】某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探究.物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖S1-4所示.已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出.在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是______點.在打出C點時物塊的速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________m/s2(保留2位有效數(shù)字).圖S1-4

解析：物塊加速下滑，速度越來越大，在相等時間內(nèi)物塊的位移越來越大，剛開始時在相等時間內(nèi)的位移較小，由圖示紙帶可知，打點計時器最先打出的點是A點.每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為t＝0.02×5＝0.1s答案：A

0.2330.75創(chuàng)新角度實驗裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀位移獲取方法的創(chuàng)新1.通過位移傳感器獲取位移.2.通過頻閃照片獲取位移，此處的頻閃照片與紙帶類似，照片中小球相當于紙帶上的計數(shù)點(續(xù)表)創(chuàng)新角度實驗裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀速度獲取方法的創(chuàng)新讓帶有擋光片的物體通過光電門，用該段時間

內(nèi)的平均速度代替瞬時速度v＝，時間通過

光電門的計時器讀取(續(xù)表)創(chuàng)新角度實驗裝置圖或數(shù)據(jù)信息創(chuàng)新解讀加速度獲取方法的創(chuàng)新1.第1幅圖中，用各段紙帶可“拼出”v-t圖像，進而求出加速度.2.第2幅圖中，物體從不同的位置由靜止開始下滑，t是擋光片通過光電門的時間，x是下滑

的初位置到光電門的距離，由v＝，由v2＝2ax

聯(lián)立可得到加速度與圖像斜率的關系.3.第3幅圖中，縱坐標是平均速度，列出直線方程，與勻變速直線運動公式對比可得加速度(續(xù)表)

考向1實驗數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新

【典題4】某同學用圖S1-5甲所示的實驗裝置來測量勻變速直線運動的加速度.甲乙圖S1-5(1)實驗的主要步驟：①用游標卡尺測量擋光片的寬度d，結果如圖乙所示，讀得d＝________mm.②用刻度尺測量A點到光電門所在位置B點之間的水平距離x.

③滑塊從A點靜止釋放(已知砝碼落地前擋光片已通過光電門).④讀出擋光片通過光電門所用的時間t.⑤改變光電門的位置，滑塊每次都從A點靜止釋放，測量相應的x值并讀出t值.(2)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，以x為橫圖線如圖S1-6所示，可求得該圖線的斜率k＝________m-1·s-2.由此進一步求得滑塊的加速度a＝________m·s-2.(計算結果均保留3位有效數(shù)字)圖S1-6

解析：(1)根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，擋光片的寬度d＝6mm＋10×0.05mm＝6.50mm.答案：(1)①6.50(2)2.38×1040.503考向2實驗目的及器材的創(chuàng)新【典題5】(2023

年廣東茂名一模)小明用氣墊導軌和光電門測量滑塊做勻加速運動的加速度，如圖S1-7所示.圖S1-7(1)用游標卡尺測遮光條寬度d.測量結果如圖S1-8所示，則d＝________mm.圖S1-8

(2)按圖示安裝好實驗器材并測出兩光電門間的距離L