《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)01 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)01 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版（8頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)01　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器． 2．會(huì)利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度、加速度． 3．會(huì)利用紙帶探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，并能畫出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，根據(jù)圖象求加速度． 二、實(shí)驗(yàn)原理 從紙帶上確定計(jì)數(shù)點(diǎn)和兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔的時(shí)間，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，利用平均速度求出瞬時(shí)速度；計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否是一個(gè)常數(shù)來確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)． 三、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)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．按照實(shí)驗(yàn)原理圖，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑

2、輪的一端，接好電源． 2．把一細(xì)線系在小車上，細(xì)線繞過滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面． 3．把小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車． 4．小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶． 5．換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析． 　某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)． 實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．安裝好實(shí)驗(yàn)器材； B．讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn)； C．測(cè)出x1、x2、x3…． 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步

3、驟，請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù)： (1)實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)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，在下列儀器和器材中，必須使用的有__________(填選項(xiàng)代號(hào)) 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(cè)力計(jì) (2)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是____________________，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是__________ (3)如果小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出前六段相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1、

4、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則小車的加速度a的表達(dá)式為：__________ 答案：(1)AD　(2)x3－x2＝x2－x1　 (3)a＝ (1)兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的不同 ①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6 V以下低壓50 Hz交流電源，用振針打點(diǎn)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)． ②電火花計(jì)時(shí)器使用220 V　50 Hz交流電源，電火花打點(diǎn)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)． (2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷：連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，即x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝恒量，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)． [跟蹤訓(xùn)練] 1．(2018·佛山模擬)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

5、測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度． (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用____________(選填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是4～6 V，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，它每隔____________ s打一次點(diǎn)． (2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，接通電源與讓紙帶隨小車開始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作過程的操作順序應(yīng)該是(　　) A．先接通電源，后釋放紙帶 B．先釋放紙帶，后接通電源 C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D．哪個(gè)先，哪個(gè)后都可以 (3)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)從打出的若干紙帶中選取一條紙帶，如圖所示，紙帶上按時(shí)間順序取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，用尺子測(cè)得相鄰

6、各點(diǎn)間的距離為x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm． 根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可以判斷小車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________． (請(qǐng)用文字描述)；在計(jì)數(shù)點(diǎn)C所代表的時(shí)刻，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度是__________ m/s，小車的加速度是____________m/s2.(以上兩空小數(shù)點(diǎn)后保留兩

7、位數(shù)字) 解析：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)． (2)在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，A正確． (3)當(dāng)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差都相等時(shí)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．vC＝，T＝0.1 s 可求得vC＝0.53 m/s 由Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得：a＝1.13 m/s2． 答案：(1)交流　0.02　(2)A　(3)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等　0.53　1.13 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P12) 一、數(shù)據(jù)處理 1．利用逐差法求平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝， a

8、＝． 2．利用平均速度求瞬時(shí)速度 vn＝＝． 3．利用速度－時(shí)間圖象求加速度：作出速度－時(shí)間圖象，通過圖象的斜率求物體的加速度． 二、注意事項(xiàng) 1．平行：紙帶、細(xì)線要和木板平行． 2．兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶． 3．防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞． 4．減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜． 5．準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點(diǎn)過密或過疏，而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能

9、連成折線，應(yīng)作一條直線． 三、誤差分析 1．使用刻度尺測(cè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)有誤差． 2．作v－t圖象時(shí)出現(xiàn)作圖誤差． 3．電源頻率不穩(wěn)定，造成打點(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相同． 4．長木板粗糙程度不均勻，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度有變化造成誤差． 　(2018·上高二中月考)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計(jì)時(shí)器接220 V、50 Hz交流電源 他經(jīng)過測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表： 對(duì)應(yīng)點(diǎn) B C

10、D E F 速度(m/s) 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301 (1)設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的周期為T，計(jì)算vF的公式為vF＝____________； (2)根據(jù)(1)中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t＝0，試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度，作出v－t圖象。 (3)利用該圖象求物體t＝0時(shí)刻的速度v＝____________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (4)利用該圖象求物體的加速度a＝____________ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (5)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210 V，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與

11、實(shí)際值相比__________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”) 解析：(1)每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒有畫出，所以相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T′＝5T，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，得： vF＝ (2)根據(jù)(1)中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t＝0，作出v－t圖象． (3)利用該圖象求物體t＝0時(shí)刻的速度v＝0.10 m/s． (4)由速度—時(shí)間圖象的斜率表示加速度，得：a＝ m/s2＝0.40 m/s2 (5)電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點(diǎn)的周期，故測(cè)量值與實(shí)際值相比不變． 答案：(1)　(2)如圖所示 (3)0.10　(4)0

12、.40　(5)不變 [跟蹤訓(xùn)練] 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)間間隔T＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm． 下表列出了打點(diǎn)計(jì)

13、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 B C D E F 速度(m·s－1) 0.737 0.801 0.994 (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． (5)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49 Hz，而做實(shí)驗(yàn)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(cè)量值比實(shí)際值偏__________(選填“大”或“小”) 解析：(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小，因此不需要

14、的器材是彈簧測(cè)力計(jì)． (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知： vD＝＝＝0.864 m/s 同理可得vE＝0.928 m/s． (3)小車的速度－時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示． (4)小車的加速度 a＝＝ m/s2＝0.63 m/s2． (5)當(dāng)交變電流的頻率f＝49 Hz時(shí)，實(shí)際周期大于0.02 s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式Δx＝aT2得，測(cè)量的加速度值與實(shí)際值相比是偏大的． 答案：見解析 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P13) 從原理遷移和數(shù)據(jù)處理技巧上進(jìn)行創(chuàng)新 1．復(fù)習(xí)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)

15、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移創(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題． 2．情景拓展 3．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1)加速度的獲得：靠重物的拉力獲得加速度→長木板傾斜靠重力獲得加速度． (2)速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶求速度→測(cè)定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時(shí)間Δt，由v＝求速度． (3)加速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，由速度位移關(guān)系式求加速度． 　光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，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(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始

16、擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘．實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10－2 s和4.0×10－3 s．用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示． (1)滑塊的寬度d＝____________ cm． (2)滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1＝____________ m/s，滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2＝______

17、______ m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． (3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的____________，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將____________的寬度減小一些． 解析：(1)d＝10 mm＋0.05 mm×2＝10.10 mm＝1.010 cm． (2)v1＝＝ m/s≈1.0 m/s， v2＝＝ m/s≈2.5 m/s． (3)v1、v2實(shí)質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時(shí)的平均速度，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將滑塊的寬度減小一些． 答案：(1)1.010　(2)1.0　2.5　(3)平均速度　滑塊 本實(shí)驗(yàn)用光電計(jì)時(shí)器代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)量速度和加速度，是對(duì)原有實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)器材的遷移和改進(jìn)，不脫離教材而又不拘泥于教材，仍屬于紙帶問題的延伸． 8