第1章实验一研究匀变速直线运动

1、第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动考纲解读练习正确使用打点计时器练习正确使用打点计时器.会计算纸带上各点的瞬时速度会计算纸带上各点的瞬时速度.会利用纸带计算加速度会利用纸带计算加速度.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求 加速度加速度.知识梳理知识梳理考点一考点一考点二考点二考点三考点三考点四考点四 知识梳理【基本实验要求】1.实验器材电火花计时器(或 打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、 、复写纸片.2.实验步骤(1)按照实验原理图所示实

2、验装置，把打点计时器固定在长木板 的一端，接好电源;(2)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，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，先 ，后 ；(4)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进行测量分析.电磁交流电源无滑轮接通电源放开小车答案 知识梳理3.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和 平行.(2)两先两后：实验中应先 ，后 ；实验完毕应先断开电源，后取纸带.(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度宜适当 ，可以减小长度的测量误差

3、，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜.长木板接通电源放开小车大些答案 知识梳理【规律方法总结】1.数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等.(2)处理的方法分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质.利用逐差法求解平均加速度(如图) 知识梳理利用平均速度求瞬时速度：vn_利用速度时间图象求加速度a.作出速度时间图象，通过图象的 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.2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间

4、的距离.(2)x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：T0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数).(4)xaT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以x必然是个恒量.这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.斜率 返回答案 考点一 基本仪器及纸带数据处理1.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是()A.打点计时器一般使用46 V的直流电源B.安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面C.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器D.最好在接通电

5、源的同时，放开小车能充分利用纸带，打上较多的点应先接通电源，再释放小车213解析答案 考点一 基本仪器及纸带数据处理 213解析答案 考点一 基本仪器及纸带数据处理3.如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带. (1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_.(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A、B两点间距x_；C点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字).0.02 s1.00cm1.70cm0.70 cmt=5T=50.02s=0.10s0.100 m/s213解析答案 考点一 基本仪器及纸带数据处理

6、认识认识“两种仪器两种仪器”，区别，区别“两种点两种点”1.打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点.(2)工作条件电磁打点计时器：46 V的交流电源.电火花计时器：220 V的交流电源.2.气垫导轨：导轨小孔中喷出的气体使滑块处于悬浮状态，减小滑块与导轨间的摩擦阻力.知识小结 考点一 基本仪器及纸带数据处理3.计时点和计数点(1)计时点和计数点的比较计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02 s；计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定，如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1 s

7、.(2)纸带上相邻的两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计数点越稀疏.返回 考点二 实验原理与实验操作4.关于“探索小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是()A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B.在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动解析长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故选项A错误.546解析答案 考点二 实验原理与实验操作5.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_.A.把附有滑轮的长木板放在实验桌上

8、，并使滑轮伸出桌面B.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路C.再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D.把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E.把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次546答案答案 考点二 实验原理与实验操作 答案ABCDFG546答案 考点二 实验原理与实验操作6.某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动. 实验步骤如下：A.安装好实验器材；B.让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，

9、选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C.测出x1、x2、x3、.546 考点二 实验原理与实验操作结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题：(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有_.(填选项代号)A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源 C.秒表D.刻度尺E.天平F.重锤G.弹簧测力计 H.滑动变阻器(2)如果小车做匀加速直线运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是_，已知打点计时器打点的时间间隔是T，则打c点时小

10、车的速度大小是_.AD解析(2)因小车做匀加速直线运动，所以x3x2x2x1，即2x2x1x32x2x1x3b、d的中点 546返回解析答案 考点三 数据处理与误差分析7.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角可调，打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出. 部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写).DCBA78答案

11、考点三 数据处理与误差分析图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T_ s.计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a_. 0.10 78解析答案 考点三 数据处理与误差分析8.实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1 s.(1)根据纸带可判定小车做_运动.(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s.在如图所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出a_.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是_. 匀加速直线78解析

12、答案 考点三 数据处理与误差分析(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_ m/s，vC_ m/s，vB_m/s.在如图所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出a_. 3.90 2.641.3812.60m/s2(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是_零时刻小车经过A点的速度78返回解析答案 考点四 实验拓展与创新9.光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图8甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b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MN是水平桌

13、面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2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，长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0102 s和4.0103 s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示.1091112 考点四 实验拓展与创新(1)滑块的宽度d_ cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1_ m/s，滑块通过光电门2时的速度v2_ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的_，要使瞬时速度的测量值

14、更接近于真实值，可将_的宽度减小一些.d10 mm20.05 mm10.10 mm1.010 cm1.010 1.02.5 滑块平均速度1091112解析答案 考点四 实验拓展与创新10.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz，通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度x.数据如下表所示.重力加速度大小g9.80 m/s2.x1x2x3x4hx10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列

15、填空：(1)物块的加速度a_ m/s2(保留3位有效数字)(2)因为_，可知斜面是粗糙的.单位:cm1091112 考点四 实验拓展与创新根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a_ m/s2(保留3位有效数字)(2)因为_，可知斜面是粗糙的. 4.30 x1x2x3x4hx10.7615.0519.3423.6548.0080.00单位:cm1091112解析答案 考点四 实验拓展与创新11.某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速

16、度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开.图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x011.40 cm，x122.15 cm，x232.91 cm，x343.65 cm，x454.41 cm，x565.15 cm.试问：1091112 考点四 实验拓展与创新(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似.(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4_m/s，小车的加速度a_m/s2.(结果均保留两位有效数字)打点计时器 0.20 0.19 1091112解析答案 考点四 实验拓展与创新12.如图所示，某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片图，已知频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离.(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m0.2 kg，结果保留三位有效数字)(1)由频闪照片上的数据计算t4时刻小球的速度v4_ m/s.(2)小球上升的加速度大小