202X版高考物理总复习第一章实验一研究匀变速直线运动课件

1、实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动实验基础实验基础命题研析命题研析实验基础实验基础 落实基础落实基础提炼精髓提炼精髓注意事项注意事项1.1.两先两后两先两后: :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; ;实验完毕应先断开电源后取实验完毕应先断开电源后取纸带纸带. .2.2.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, ,要防止钩码落地和小车与要防止钩码落地和小车与滑轮相撞滑轮相撞. .3.3.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差可以减小长度的测量

2、误差, ,加速度大小加速度大小以能在约以能在约50 cm50 cm的纸带上清楚地取出的纸带上清楚地取出6 67 7个计数点为宜个计数点为宜. .4.4.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( (避免所描点过密或过疏避免所描点过密或过疏, ,而而导致误差过大导致误差过大),),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. .误差分析误差分析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

3、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变化造成误差. .命题研析命题研析 突破常规突破常规注重创新注重创新命题点一常规实验命题点一常规实验【典例典例1 1】 (2016(2016天津卷天津卷,9),9)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动. .(1)(1)实验中实验中, ,必要的措施是必要的措施是.A.A.细线必须与长木板平行细线必须与长木板平行B.B.先接通电源再释放小车先接通电源再释放小车C.C

4、.小车的质量远大于钩码的质量小车的质量远大于钩码的质量D.D.平衡小车与长木板间的摩擦力平衡小车与长木板间的摩擦力解析解析: :(1)(1)实验时实验时, ,细线必须与长木板平行细线必须与长木板平行, ,以减小实验的误差以减小实验的误差, ,选项选项A A正确正确; ;实实验时要先接通电源再释放小车验时要先接通电源再释放小车, ,选项选项B B正确正确; ;此实验中不需要考虑质量与加速此实验中不需要考虑质量与加速度的关系度的关系, ,故没必要使小车的质量远大于钩码的质量故没必要使小车的质量远大于钩码的质量, ,选项选项C C错误错误; ;此实验中此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力不需平衡小

5、车与长木板间的摩擦力, ,选项选项D D错误错误. .答案答案: :(1)AB(1)AB(2)(2)他实验时将打点计时器接到频率为他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz50 Hz的交流电源上的交流电源上, ,得到一条纸带得到一条纸带, ,打出打出的部分计数点如图所示的部分计数点如图所示( (每相邻两个计数点间还有每相邻两个计数点间还有4 4个点个点, ,图中未画出图中未画出).s).s1 1= = 3.59 cm,s3.59 cm,s2 2=4.41 cm,s=4.41 cm,s3 3=5.19 cm,s=5.19 cm,s4 4=5.97 cm,s=5.97 cm,s5 5=6.78 cm

6、,s=6.78 cm,s6 6=7.64 cm.=7.64 cm.则小车则小车的加速度的加速度a=a= m/s m/s2 2( (要求充分利用测量的数据要求充分利用测量的数据),),打点计时器在打打点计时器在打B B点时小点时小车的速度车的速度v vB B= = m/s.( m/s.(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字) ) 答案答案: :(2)0.80(2)0.800.400.40方法技巧方法技巧研究匀变速直线运动实验中的几个注意点研究匀变速直线运动实验中的几个注意点(1)(1)在利用长木板和打点计时器研究匀变速直线运动时在利用长木板和打点计时器研究匀变速直线运动时, ,不需要满足

7、不需要满足M Mm m和平和平衡摩擦力衡摩擦力, ,只要使小车做匀变速运动即可只要使小车做匀变速运动即可. .(2)(2)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, ,等打点稳定后等打点稳定后, ,再释放再释放 纸带纸带. .(3)(3)两相邻计数点的时间间隔由选择的计时点个数而定两相邻计数点的时间间隔由选择的计时点个数而定. .【典例典例2 2】 (2019(2019江西赣州模拟江西赣州模拟) )某实验小组采用如图某实验小组采用如图( (甲甲) )所示的实验装置探所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律究小车做匀变速直线运动的规律, ,打点计

8、时器工作频率为打点计时器工作频率为50 Hz.50 Hz.图图( (乙乙) )是实验是实验中得到的一条较理想的纸带中得到的一条较理想的纸带, ,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.0.10 s.通过计算已经得出了打下通过计算已经得出了打下B,C,DB,C,D三个点时小车的瞬时速度三个点时小车的瞬时速度, ,以以A A点为计时起点点为计时起点, ,通通过描点连线得到了如图过描点连线得到了如图( (丙丙) )所示的图像所示的图像. .试分析下列问题试分析下列问题: :(1)(1)打点计时器打打点计时器打E E点时小车的瞬时速度点时小车的瞬时速度v vE

9、 E= =m/s.(m/s.(保留三位有效数字保留三位有效数字) ) 答案答案: :(1)0.640 (1)0.640 (2)(2)小车运动的加速度为小车运动的加速度为a=a=m/sm/s2 2.(.(保留两位有效数字保留两位有效数字) ) (3)(3)打点计时器打下打点计时器打下A A点时的速度为点时的速度为v vA A= =m/s.(m/s.(保留三位有效数字保留三位有效数字) ) (3)(3)根据速度公式根据速度公式v vE E=v=vA A+at,+at,解得解得v vA A=v=vE E-at=0.640 m/s-0.80-at=0.640 m/s-0.800.4 m/s=0.320

10、 m/s.0.4 m/s=0.320 m/s.答案答案: :(2)0.80(2)0.80(3)0.320(3)0.320反思总结反思总结(1)(1)计算结果一定要重视有效数字位数的保留计算结果一定要重视有效数字位数的保留, ,有效数字位数的确定是从第有效数字位数的确定是从第一位不为零的数字开始计数的一位不为零的数字开始计数的. .(2)(2)由图线计算斜率时由图线计算斜率时, ,取较远的两个点来计算可以有效减小误差取较远的两个点来计算可以有效减小误差. .(3)(3)本题也可以直接从坐标系的图线上读出本题也可以直接从坐标系的图线上读出A A点的速度大小点的速度大小. .题组训练题组训练1.(1

11、)1.(1)打点计时器所用电源为频率打点计时器所用电源为频率50 Hz 50 Hz 的交流电源的交流电源, ,实验时释放纸带与接通电实验时释放纸带与接通电源的先后顺序是源的先后顺序是.解析解析: :(1)(1)使用时应先给打点计时器通电使用时应先给打点计时器通电, ,然后释放纸带然后释放纸带, ,如果先放开纸带使其如果先放开纸带使其开始运动开始运动, ,再接通打点计时器的电源再接通打点计时器的电源, ,纸带上可能有很长一段打不上点纸带上可能有很长一段打不上点, ,不能不能充分利用纸带充分利用纸带. .答案答案: :( (1)1)先接通电源后释放纸带先接通电源后释放纸带 (2)(2)某同学在使用

12、上述打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时某同学在使用上述打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时, ,得到了几条得到了几条较为理想的纸带较为理想的纸带, ,他已在每条纸带上按每他已在每条纸带上按每5 5个点取一个计数点个点取一个计数点, ,并依打点先后顺序并依打点先后顺序编号为编号为0,1,2,3,4,5.0,1,2,3,4,5.由于不小心由于不小心, ,几条纸带都被撕断了几条纸带都被撕断了, ,如图所示如图所示, ,请根据给出的请根据给出的A,B,C,DA,B,C,D四段纸带回答下列问题四段纸带回答下列问题: :在在B,C,DB,C,D三段纸带中三段纸带中, ,从纸带从纸带A A上撕下的那段

13、应该上撕下的那段应该是是, ,打纸带打纸带A A时时, ,物体的加速度大小是物体的加速度大小是 m/s m/s2 2. . 答案答案: :(2)C(2)C0.600.602.(2.(20182018河南八市高三联考河南八市高三联考) )在在“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”的实验中的实验中: :(1)(1)除打点计时器除打点计时器( (含纸带、复写纸含纸带、复写纸) )、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外码、导线及开关外, ,在下面的仪器和器材中在下面的仪器和器材中, ,必须使用的有必须使用的有.(.(填选项代填

14、选项代号号)A.A.电压合适的电压合适的50 Hz50 Hz交流电源交流电源B.B.电压可调的直流电源电压可调的直流电源C.C.刻度尺刻度尺D.D.秒表秒表E.E.天平天平解析解析: :(1)(1)实验使用的电源必须是交流电源实验使用的电源必须是交流电源, ,故选项故选项A A正确正确,B,B错误错误; ;测量纸带的测量纸带的点之间的距离点之间的距离, ,必须要有刻度尺必须要有刻度尺, ,故选项故选项C C正确正确; ;打点计时器本身就是计时的仪打点计时器本身就是计时的仪器器, ,所以不需要秒表所以不需要秒表, ,故选项故选项D D错误错误; ;在处理纸带求解速度与加速度的过程中在处理纸带求解

15、速度与加速度的过程中, ,小车的质量不需要知道小车的质量不需要知道, ,所以不用天平测小车的质量所以不用天平测小车的质量, ,故选项故选项E E错误错误. .答案答案: :( (1)AC1)AC(2)(2)0.10.1(2)(2)在实验中在实验中: :某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况, ,在纸在纸带上确定出带上确定出A,B,C,D,EA,B,C,D,E共共5 5个计数点个计数点. .测得计数点间的距离如图测得计数点间的距离如图( (甲甲) )所示所示, ,每两每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来个相邻的计数点之间还有四个点

16、未画出来. .每两个相邻的计数点的时间间隔为每两个相邻的计数点的时间间隔为s.s. 试根据纸带上各个计数点间的距离试根据纸带上各个计数点间的距离, ,计算出打下计算出打下B,C,DB,C,D三个点时小车的瞬时速三个点时小车的瞬时速度度, ,则则v vB B= =m/s,vm/s,vC C= =m/s,vm/s,vD D= =m/s.(m/s.(保留三位有效数字保留三位有效数字) ) 选择合适的单位长度选择合适的单位长度, ,在如图在如图( (乙乙) )所示的坐标系中作出小车的所示的坐标系中作出小车的v v- -t t图线图线, ,并根并根据图线求出据图线求出a=a=m/sm/s2 2.(.(保

17、留三位有效数字保留三位有效数字) ) 将图线延长与纵轴相交将图线延长与纵轴相交, ,交点的物理意义是交点的物理意义是.解析解析: :(2)(2)由于相邻计数点间还有四个点未画出由于相邻计数点间还有四个点未画出, ,所以相邻的计数点间的时所以相邻的计数点间的时间间隔间间隔T=0.1 s.T=0.1 s.将图线延长与纵轴相交将图线延长与纵轴相交, ,交点的纵坐标是零时刻的速度交点的纵坐标是零时刻的速度, ,大小是大小是0.020 m/s,0.020 m/s,此速度的物理意义是零时刻经过此速度的物理意义是零时刻经过A A点的速度大小点的速度大小. .答案答案: :(2)(2)0.10.10.1380

18、.1380.2640.2640.3900.390v v- -t t图线见解析图图线见解析图1.201.20零时刻经过零时刻经过A A点的速度大小点的速度大小命题点二创新实验命题点二创新实验实验装置图示实验装置图示创新角度分析创新角度分析20172017全国全国卷卷,22,22实验装置创新实验装置创新: :用用“滴水计时器滴水计时器”替代替代“打点计时器打点计时器”计量时间计量时间【典例【典例3 3】 (2017 (2017全国全国卷卷,22),22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动, ,用自制用自制“滴水计时器滴水计时器”计量时间计量时间. .实

19、验前实验前, ,将该计时器固定在小车旁将该计时器固定在小车旁, ,如图如图(a)(a)所示所示. .实验时实验时, ,保持桌面水平保持桌面水平, ,用手轻推一下小车用手轻推一下小车. .在小车运动过程中在小车运动过程中, ,滴水计时器等时滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴间间隔地滴下小水滴, ,图图(b)(b)记录了桌面上连续的记录了桌面上连续的6 6个水滴的位置个水滴的位置.(.(已知滴水计已知滴水计时器每时器每30 s30 s内共滴下内共滴下4646个小水滴个小水滴) )(1)(1)由图由图(b)(b)可知可知, ,小车在桌面上是小车在桌面上是( (填填“从右向左从右向左”或或“从左向右从左

20、向右”) )运动的运动的.答案答案: :(1)(1)从右向左从右向左 解析解析: :(1)(1)小车在水平桌面上做减速运动小车在水平桌面上做减速运动, ,相邻两个水滴之间的距离越来越小相邻两个水滴之间的距离越来越小, ,由图由图(b)(b)可知可知, ,小车在桌面上是从右向左运动的小车在桌面上是从右向左运动的. .(2)(2)该小组同学根据图该小组同学根据图(b)(b)的数据判断出小车做匀变速运动的数据判断出小车做匀变速运动. .小车运动到图小车运动到图(b)(b)中中A A点位置时的速度大小为点位置时的速度大小为 m/s, m/s,加速度大小为加速度大小为 m/s m/s2 2.(.(结果结

21、果均保留两位有效数字均保留两位有效数字) ) 答案答案: :(2)0.19(2)0.190.0370.037【典例典例4 4】 (2017 (2017全国全国卷卷,22),22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系瞬时速度和加速度之间的关系. .使用的器材有使用的器材有: :斜面、滑块、长度不同的矩形挡斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器光片、光电计时器. .(2)(2)由图由图(c)(c)可求得可求得v vA A= =cm/s,a=cm/s,a=cm/scm/s2 2.(.(结果保留三位有效数字结果保留三位有效

22、数字) ) 答案答案: :(2)52.1(2)52.116.016.0题组训练题组训练1.(1.(20192019辽宁大连模拟辽宁大连模拟) )某探究小组为了测定重力加速度某探究小组为了测定重力加速度, ,设计了如图设计了如图( (甲甲) )所示所示的实验装置的实验装置, ,“工工”形挡光片悬挂于光电门的正上方形挡光片悬挂于光电门的正上方, ,释放挡光片后释放挡光片后, ,“工工”形挡光形挡光片竖直下落片竖直下落, ,它的两臂它的两臂A,BA,B依次通过光电门依次通过光电门, ,光电计时器记录光电计时器记录A,BA,B分别通过光电门分别通过光电门的时间的时间. .(1)(1)用图用图( (乙乙

23、) )游标卡尺测量游标卡尺测量“工工”形挡光片的两臂形挡光片的两臂A,BA,B的宽度的宽度d d1 1和和d d2 2, ,某次用某次用2020分分度的游标卡尺测量度的游标卡尺测量A A的宽度的宽度d d1 1时如图时如图( (乙乙) )所示所示, ,则臂则臂A A的宽度的宽度d d1 1为为mm.mm. 解析解析: :(1)(1)游标卡尺的主尺读数为游标卡尺的主尺读数为3 mm,3 mm,游标尺读数为游标尺读数为0.050.057 mm=0.35 mm,7 mm=0.35 mm,则最终读数为则最终读数为3.35 mm.3.35 mm.答案答案: :(1)3.35 (1)3.35 (2)(2)

24、若计时器显示臂若计时器显示臂A,BA,B通过光电门的时间分别为通过光电门的时间分别为t t1 1和和t t2 2, ,则臂则臂A,BA,B通过光电门的通过光电门的速度表达式分别为速度表达式分别为, ,. . (3)(3)若测得臂若测得臂A,BA,B之间的距离为之间的距离为L(LL(L远大于远大于d d1 1,d,d2 2),),用以上测量量表示当地重力加用以上测量量表示当地重力加速度的表达式为速度的表达式为g=g=. . 2.2.在暗室中用如图在暗室中用如图( (甲甲) )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, ,实验器材有实验器材有: :支支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、