实验一：实验研究匀变速直线运动

1、第第4 4课时实验课时实验: :研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 实验基础实验基础热点透析热点透析实验创新实验创新素能提升素能提升实验基础实验基础 固本求源固本求源 提高技能提高技能原理与操作原理与操作处理与分析处理与分析二、误差分析二、误差分析1.1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差使用刻度尺测计数点的距离时有误差. .2.2.作作v-tv-t图像时出现作图误差图像时出现作图误差. .3.3.电源频率不稳定电源频率不稳定, ,造成打点的时间间隔不完全相同造成打点的时间间隔不完全相同. .4.4.长木板粗糙程度不均匀长木板粗糙程度不均匀, ,小车运动时加速度有变化造成误差小车运动时加速度有

2、变化造成误差. .三、注意事项三、注意事项1.1.平行平行: :纸带、细绳要和木板平行纸带、细绳要和木板平行. .2.2.两先两后两先两后: :实验中应先接通电源实验中应先接通电源, ,后让小车运动后让小车运动; ;实验完毕应先实验完毕应先断开电源后取纸带断开电源后取纸带. .3.3.防止碰撞防止碰撞: :在到达长木板末端前应让小车停止运动在到达长木板末端前应让小车停止运动, ,要防止钩要防止钩码落地和小车与滑轮相撞码落地和小车与滑轮相撞. .4.4.减小误差减小误差: :小车的加速度要适当大些小车的加速度要适当大些, ,可以减小长度的测量误可以减小长度的测量误差差, ,加速度大小以能在约加速

3、度大小以能在约50 cm50 cm的纸带上清楚地取出的纸带上清楚地取出6 67 7个计数个计数点为宜点为宜. .5.5.准确作图准确作图: :在坐标纸上在坐标纸上, ,纵、横轴选取合适的单位纵、横轴选取合适的单位( (避免所描避免所描点过密或过疏点过密或过疏, ,而导致误差过大而导致误差过大),),仔细描点连线仔细描点连线, ,不能连成折线不能连成折线, ,应作一条直线应作一条直线. .四、创新改进四、创新改进利用先进计时工具研究匀变速运动利用先进计时工具研究匀变速运动最近几年内高考对本实验考查出现在用频闪照相或光电计时器替代打点最近几年内高考对本实验考查出现在用频闪照相或光电计时器替代打点计

4、时器的较为新颖的改进计时器的较为新颖的改进. .例如例如:2011:2011年全国新课标理综创设了光电门和年全国新课标理综创设了光电门和遮光片实验情景测定加速度来考查本实验遮光片实验情景测定加速度来考查本实验, ,实验图如图实验图如图( (甲甲) )所示所示;2013;2013年年全国新课标理综全国新课标理综同样创设了光电门和遮光片实验情景测定加速度来考同样创设了光电门和遮光片实验情景测定加速度来考查本实验查本实验, ,实验图如图实验图如图( (乙乙) )所示所示;2014;2014年全国大纲理综创设的实验情景变年全国大纲理综创设的实验情景变为频闪照相方法测定加速度来考查本实验为频闪照相方法测

5、定加速度来考查本实验, ,具体内容见后面的例题具体内容见后面的例题. .高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材, ,高考实验题虽然创高考实验题虽然创设了新的情境设了新的情境, ,但是依然是用教材中实验的原理、方法和技巧但是依然是用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题处理新问题, ,数据处理属于逐差法、图像法处理纸带问题的延数据处理属于逐差法、图像法处理纸带问题的延伸伸. .因此做实验题应注重迁移创新能力的培养因此做实验题应注重迁移创新能力的培养. .热点透析热点透析 追踪热点追踪热点 拓宽思路拓宽思路实验操作步骤和操作技巧实验操作步骤和操作技巧 热点一热点一

6、【例【例1 1】 关于关于“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验操的实验操作作, ,下列说法中错误的是下列说法中错误的是( ( ) )A.A.长木板不能侧向倾斜长木板不能侧向倾斜, ,也不能一端高一端低也不能一端高一端低B.B.在释放小车前在释放小车前, ,小车应停在靠近打点计时器处小车应停在靠近打点计时器处C.C.应先接通电源应先接通电源, ,待打点计时器开始打点后再释放小车待打点计时器开始打点后再释放小车D.D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动要在小车到达定滑轮前使小车停止运动思路点拨思路点拨: :根据根据“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的

7、规律”实验操实验操作注意事项判断各项是否正确作注意事项判断各项是否正确. .A A解析解析: :长木板不能侧向倾斜长木板不能侧向倾斜, ,但可以一端高一端低但可以一端高一端低, ,故选项故选项A A错误错误. .实验时实验时, ,为了能在纸带上得到较多的点迹为了能在纸带上得到较多的点迹, ,释放小车前释放小车前, ,小车应小车应停在靠近打点计时器处停在靠近打点计时器处, ,选项选项B B正确正确; ;如果先释放小车如果先释放小车, ,可能纸带可能纸带上打不上几个点上打不上几个点, ,故选项故选项C C正确正确; ;为了保护小车为了保护小车, ,避免落地摔坏避免落地摔坏, ,在小车到达定滑轮前要

8、用手使小车停止运动在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动, ,选项选项D D正确正确. .方法技巧方法技巧 (1)(1)凡是应用打点计时器的实验凡是应用打点计时器的实验, ,都必须先接通电源都必须先接通电源, ,等打点稳等打点稳定后定后, ,再释放纸带再释放纸带. .(2)(2)使小车尽可能移动较大的距离使小车尽可能移动较大的距离, ,获得较长的打点纸带获得较长的打点纸带, ,以方以方便研究小车的运动便研究小车的运动. .用公式法处理实验数据用公式法处理实验数据热点二热点二【例【例2 2】 (2013(2013广东理综广东理综) )研究小车匀变速直线运动的实验装置如研究小车匀变速直线运动的实验

9、装置如图图(a)(a)所示所示, ,其中斜面倾角其中斜面倾角可调可调. .打点计时器的工作频率为打点计时器的工作频率为50 Hz,50 Hz,纸带上计数点的间距如图纸带上计数点的间距如图(b)(b)所示所示, ,其中每相邻两点之间还有其中每相邻两点之间还有4 4个个记录点未画出记录点未画出. .(1)(1)部分实验步骤如下部分实验步骤如下: :A.A.测量完毕测量完毕, ,关闭电源关闭电源, ,取出纸带取出纸带. .B.B.接通电源接通电源, ,待打点计时器工作稳定后放开小车待打点计时器工作稳定后放开小车. .C.C.将小车停靠在打点计时器附近将小车停靠在打点计时器附近, ,小车尾部与纸带相连

10、小车尾部与纸带相连. .D.D.把打点计时器固定在长木板上把打点计时器固定在长木板上, ,让纸带穿过限位孔让纸带穿过限位孔. .上述实验步骤的正确顺序是上述实验步骤的正确顺序是( (用字母填写用字母填写).).(2)(2)图图(b)(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔中标出的相邻两计数点的时间间隔T=T=s.s.(3)(3)计数点计数点5 5对应的瞬时速度大小计算式为对应的瞬时速度大小计算式为v v5 5= =.(4)(4)为了充分利用记录数据为了充分利用记录数据, ,减小误差减小误差, ,小车加速度大小的计算式小车加速度大小的计算式应为应为a=a=.思路点拨思路点拨: : (1)(1)本题是

11、研究小车做匀变速直线运动的实验本题是研究小车做匀变速直线运动的实验, ,根据根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度; ;(2)(2)利用逐差法求加速度利用逐差法求加速度. .解析解析: : (1)(1)正确的实验步骤是正确的实验步骤是DCBA.DCBA.方法总结方法总结 灵活运用图像推论解答问题灵活运用图像推论解答问题(1)(1)瞬时速度求解瞬时速度求解: :采用平均速度法求某一点的瞬时速度采用平均速度法求某一点的瞬时速度; ;(2)(2)加速度的求解加速度的求解: :v-tv-t图像法图像法; ;推论法推论法:x=aT:x=aT2 2; ;逐

12、差法逐差法. .用图像法处理实验数据用图像法处理实验数据热点三热点三(3)0.293(0.291(3)0.293(0.2910.2950.295均可均可) )(4)(4)在在(5)(5)见解析见解析方法技巧方法技巧 对由实验获取某两个物理量间的图象对由实验获取某两个物理量间的图象, ,特别是非常规的关系图象特别是非常规的关系图象, ,则应根据实验原理中涉及的物理规律找出两物理量间的函数关则应根据实验原理中涉及的物理规律找出两物理量间的函数关系式系式, ,确定图象的斜率、截距、面积等的物理意义确定图象的斜率、截距、面积等的物理意义, ,进而对问题进而对问题做出解答做出解答. .实验创新实验创新 瞻新动向瞻新动向 探新类题探新类题利用频闪照相方法研究匀变速运动利用频闪照相方法研究匀变速运动以本实验为背景以本实验为背景, ,通过改变实验条件、实验仪器设置题目通过改变实验条件、实验仪器设置题目, ,不不脱离教材而又不拘泥教材脱离教材而又不拘泥教材, ,体现开放性、探究性等特点体现开放性、探究性等特点. .命题动向命题动向1:1:实验器材的改进实验器材的改进(1)(1)为了保证小车真正做匀加速直线运动为了保证小车真正做匀加速直线运动, ,用气垫导轨长木板用气垫导轨长木板. .(2)(2)用频