实验一研究匀变速直线运动

1、基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练物理 人教版 第一章运动的描述匀变速直线运动第一章运动的描述匀变速直线运动 基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练电火花计时器电火花计时器(或电磁打点计时器或电磁打点计时器)、一端附、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片刻度尺、导线、电源、复写纸片1实验器材实验器材2实验步骤实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板固定在长木板无滑轮无滑轮的一端，接好电源；的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车

2、上，细绳绕过滑轮，下端挂把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；后面；(3)把小车把小车停靠在打点计时器停靠在打点计时器处，处，接通电源接通电源，放开，放开小车；小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析进行测量分析实验原理图实验原理图基本实验要求基本实验要求基础回放基础回放要点整合要点整合基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练(1)平行平行：纸带、

3、细绳要和木板平行：纸带、细绳要和木板平行(2)两先两后两先两后：实验中应：实验中应先接通电源先接通电源，后让小车运动；实验完毕应，后让小车运动；实验完毕应先断先断开电源，开电源，后取纸带后取纸带(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，防止钩码落地在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞和小车与滑轮相撞(4)减小误差减小误差：小车的：小车的加速度宜适当大些加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出的纸带上清楚地取出67个计数点为宜个计数点为宜3注意事项注意事项基础

4、回放基础回放要点整合要点整合基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练规律方法总结规律方法总结1数据处理数据处理(1)目的目的通过纸带求解运动的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等，确定物体的运动性质等(2)处理的方法处理的方法分析物体的运动性质分析物体的运动性质测量测量相邻计数点相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其看其是否为常数是否为常数，从而确定物体的运动性质，从而确定物体的运动性质利用利用逐差法逐差法求解平均加速度求解平均加速度利用利用速度速度时间图象求加速度时间图象求加速度a作出速度作出速度时间图象

5、，通过图象的时间图象，通过图象的斜率斜率求解物体的加速度；求解物体的加速度； b剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度基础回放基础回放要点整合要点整合基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练2依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法(1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的距离是相邻两计数点间的距离(2)x是两个连续相等的时间里的位移差：是两个连续相等的时间里的位移差：x1x2x1，x2x3x2(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：是相邻两计数点间的时间间隔：T0.02n(打点计时器的频打点计时器的频率为率为

6、50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数为两计数点间计时点的间隔数)(4)xaT2，因为，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度度a也为恒量，所以也为恒量，所以x必然是个恒量这表明：只要小车做匀必然是个恒量这表明：只要小车做匀加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等一定相等基础回放基础回放要点整合要点整合基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练考点二纸带数据的处理考点二纸带数据的处理1、如图如图1是某同学在做匀变速直线运动实验是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸

7、带中获得的一条纸带 图图1(1)已知打点计时器电源频率为已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻两点的时间间隔为则纸带上相邻两点的时间间隔为_(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出图中读出A、B两点间距两点间距x_；C点对应的速度是点对应的速度是_(计算结果计算结果保留三位有效数字保留三位有效数字) 0.02 s0.70 cm0.100 m/s课堂探究课堂探究考点突破考点突破基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练2、一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片

8、上多次曝、一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图的照片如图8所示由于底片保管不当，其中位置所示由于底片保管不当，其中位置4处被污损若已知摄影机连处被污损若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为为_m/s2.位置位置4对应的速度为对应的速度为_m/s，能，能求出求出4的具体位置吗？的具体位置吗？_(填填“能能”或或“不

9、能不能”)求解方法是：求解方法是： (不不要求计算，但要说明过程要求计算，但要说明过程)图图83.0102 (2.81023.1102均可均可)9102 能能利用利用(x6x4)(x4x2)4aT2 可以求出位置可以求出位置4 4的具体位置的具体位置( (其他方法合理均可其他方法合理均可) )随堂训练随堂训练能力达标能力达标421536基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练 3、在、在“利用打点计时器测定匀变速直线运动加速度利用打点计时器测定匀变速直线运动加速度”的实的实验中，打点计时器接在验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上，某同学在的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上按

10、打点的先后顺序每打出的纸带上按打点的先后顺序每5点取一个计数点，共取点取一个计数点，共取了了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间还六个计数点（每相邻两个计数点间还有四个点）从有四个点）从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由长到短段），将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图所示坐标系中，如图所示基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练若把每一段纸带的右上端连接起来，若把每一段纸带的右上端连接起来，结果得到一条倾斜的直线，如图所示结果得到

11、一条倾斜的直线，如图所示，由图可知纸带做，由图可知纸带做 运动，且直线与运动，且直线与-x方向夹角越大方向夹角越大,说明纸带运动的说明纸带运动的 越大越大 从第一个计数点从第一个计数点A开始计时，为求出开始计时，为求出025s时刻纸带的瞬时速度，需要测时刻纸带的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：出哪一段纸带的长度？答：_。 若测得若测得a段纸带的长度为段纸带的长度为“10.0cm，e段纸带的长度为段纸带的长度为2.0cm， 则可求则可求出加速度的大小为出加速度的大小为_m/s2基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练 4、光电计时器

12、其结构如图甲所示，光电计时器其结构如图甲所示，a、b分别是光电门分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来现利用图乙所示的装置测量滑块和长的时间记录下来现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，是水平桌面，Q是长木是长木板与桌面的接触点，板与桌面的接触点，1和和2是固定在长木板适当位置的两是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木个光电门，与

13、之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端板顶端P点悬有一铅锤点悬有一铅锤图图4基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练 实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时各自连接的计时器显示的挡光时间分别为间分别为1.0102 s和和4.0103 s用精用精度为度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示，其示数如图丙所示图图4基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练(1)滑块的宽度滑块的宽度d_ cm.(2)滑块通过光电门滑块通过光电门1时的速度时的速度v1_ m/s，

14、滑块通过光电，滑块通过光电门门2时的速度时的速度v2_ m/s.(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度由此测得的瞬时速度v1和和v2只是一个近似值，它们实质上是只是一个近似值，它们实质上是通过光电门通过光电门1和和2时的时的_，要使瞬时速度的测量值更接近，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将于真实值，可将_的宽度减小一些的宽度减小一些1.0101.02.5平均速度平均速度滑块滑块图图4课堂探究课堂探究考点突破考点突破基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练课堂探究课堂探究考点突破考点突破基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练5、(2011课标

15、课标23)利用图利用图13所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙

16、之间的距离每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相，记下相应的应的t值；所得数据如下表所示值；所得数据如下表所示s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(ms1)1.711.621.551.451.341.22(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬、滑块经过光电门乙时的瞬时速度时速度v vt、测量值、测量值s和和t四个物理量之间所满足的关系式是四个物理量之间所满足的关系式是_；图图

17、13完成下列填空和作图：完成下列填空和作图： 随堂训练随堂训练能力达标能力达标421536基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练6(2011课标课标23)利用图利用图13所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间显示出

18、遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相，记下相应的应的t值；所得数据如下表所示值；所得数据如下表所示s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(ms1)1.711.621.551.451.341.22(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块

19、经过光电门乙时的瞬、滑块经过光电门乙时的瞬时速度时速度vt、测量值、测量值s和和t四个物理量之间所满足的关系式是四个物理量之间所满足的关系式是_；图图13完成下列填空和作图：完成下列填空和作图： 随堂训练随堂训练能力达标能力达标421536基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(ms1)1.711.621.551.451.341.222.0随堂训练随堂训练能力达标能力达标42153图图146基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练7暗

20、室中用图暗室中用图15所示装置做所示装置做“测定重力加速度测定重力加速度”的实验的实验实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪频闪仪具体实验步骤如下：具体实验步骤如下：在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率水滴会以一定的频率一滴滴的落下一滴滴的落下用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴闪仪的频率，直到第一次

21、看到一串仿佛固定不动的水滴用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度采集数据进行处理采集数据进行处理_.随堂训练随堂训练能力达标能力达标421536基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光闪光频率频率满足的条件是：满足的条件是：_.(2)实验中观察到水滴实验中观察到水滴“固定不动固定不动”时的闪光频率为时的闪光频率为30 Hz，某同，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图16所示，根据所

22、示，根据数据测得当地重力加速度数据测得当地重力加速度g_m/s2；第；第8个水滴此时的速个水滴此时的速度度v8_m/s(结果都保留三位有效数字结果都保留三位有效数字)(3)该实验存在的系统误差可能有该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可答出一条即可)：_.2.28存在空气阻力存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化或水滴滴落的频率变化) 随堂训练随堂训练能力达标能力达标4215369.72频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率 基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情景新而知识旧，因此做高考实验题一般源于教材而不拘

23、泥于教材，即所谓情景新而知识旧，因此做实验题应注意迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理实验题应注意迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题针对本实验还可以对实验原理做如下创新新问题针对本实验还可以对实验原理做如下创新物块带动小车做加速运动时，因受轨道等各方面的影响，物块带动小车做加速运动时，因受轨道等各方面的影响，致使小车加速度不恒定，即小车不真正做匀加速直线运致使小车加速度不恒定，即小车不真正做匀加速直线运动，若采用如图动，若采用如图5所示装置则可避免将包有白纸的总所示装置则可避免将包有白纸的总质量为质量为m的圆柱金属棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛的圆柱

24、金属棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之匀速转动，使之替代打点计时器笔固定在马达上并随之匀速转动，使之替代打点计时器当烧断挂圆柱金属棒的线后，圆柱金属棒竖直方向自由当烧断挂圆柱金属棒的线后，圆柱金属棒竖直方向自由落下，毛笔就在圆柱金属棒面的纸上画出记号，落下，毛笔就在圆柱金属棒面的纸上画出记号，得到对应的纸带，如图得到对应的纸带，如图6所示所示 测出在同一条竖直线上各相邻的两条画线之间的间隔测出在同一条竖直线上各相邻的两条画线之间的间隔x1、x2、x3，利用逐差，利用逐差法法xaT2，根据电动机转动的周期，根据电动机转动的周期T，即可求出金属棒下落的加速度，即可求出金属棒下落的加

25、速度a. 图图5 图图6创新实验设计思路创新实验设计思路 课堂探究课堂探究考点突破考点突破基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练 例例 1、一个固定在水平面上的光滑物块，其、一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面左侧面是斜面AB，右侧面是曲面，右侧面是曲面AC,如图所如图所示。已知示。已知AB和和AC的长度相同。两个小球的长度相同。两个小球p、q同时从同时从A点分别沿点分别沿AB和和AC由静止开始下滑由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间：，比较它们到达水平面所用的时间： A.p小球先到小球先到 B.q小球先到小球先到 C.两小球同时到两小球同时到 D.无法确定无法确定 pABCq基础回放基础回放课堂探究课堂探究随堂训练随堂训练 练习：两支完全相同的光滑直角弯管练习：两支完全相同的光滑直角弯管(如图如图7)现有两只相同小球现有两只相同小球a和和a 同时从管口由静同时从管口由静止滑下，问谁先从下端的出口掉出？止滑下，问谁先从下端的出口掉出？(通过通过拐角处时无机械能损失拐角处时无机械能损失) VvaaV1V2