实验一　研究匀变速直线运动讲议

1、.实验一研究匀变速直线运动1.实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.2.实验原理如图1所示图13.实验步骤1按照如下图实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；2把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适宜的钩码，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，先接通电源，后放开小车；4小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；5换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进展测量分析.4.本卷须知1平行：纸带、细绳要和长木板平行.2两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开

2、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顿运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.4减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，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.5小车从靠近打点计时器位置释放.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方法分析物体的运动性质测量相邻计数点间的间隔 ，计算相邻计数点间隔 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a1，a2，a3a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，通过图象的斜率求解物体的加速度；b.剪下相

3、邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.2.根据纸带判断物体是否做匀变速直线运动1x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的间隔 .2x是两个连续相等的时间里的位移差：x1x2x1，x2x3x2.3T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.4xaT2，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.命题点一教材原型实验例12019·全国卷·22某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图2a所示.实验时，保持桌面程度，用手轻推一下

4、小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图b记录了桌面上连续6个水滴的位置.滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴图21由图b可知，小车在桌面上是_填“从右向左或“从左向右运动的.2该小组同学根据图b的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图b中A点位置时的速度大小为_ m/s，加速度大小为_ m/s2.结果均保存两位有效数字答案1从右向左20.19 0.038解析1小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图b知，从右向左相邻水滴间的间隔 逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动.2滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T s s，所以A点位置的

5、速度为vA m/s0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a，解得a0.038 m/s2，故加速度的大小为0.038 m/s2.变式1如图3所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条明晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f50 Hz，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.图31下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.结果保存三位有效数字位置BCDEF速度m·s10.7370.8010.994

6、2以A点为计时起点，在图4中画出小车的速度时间图线.图43根据你画出的小车的速度时间图线计算出小车的加速度a_ m/s2.结果保存两位有效数字4假如当时电网中交变电流的频率是f49 Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_.选填“大或“小答案10.8640.9282如下图30.644大命题点二实验拓展创新1.复习启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的根底上创设新情景.因此，要在夯实根底实验的根底上注意迁移创新才能的培养，擅长用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.2.情景拓展3.数据处理1加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度长木板倾斜靠

7、重力获得加速度.2速度的测量方法：由打点纸带求速度测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间t，由v求速度.3加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.类型1实验情景创新例22019·全国卷·22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.使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.图5实验步骤如下：如图5a，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开场下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得

8、光线被挡光片遮住的时间t；用s表示挡光片沿运动方向的长度如图b所示，表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小，求出；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置一样，令滑块由静止开场下滑，重复步骤、；屡次重复步骤；利用实验中得到的数据作出vt图，如图c所示.完成以下填空：1用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，那么与vA、a和t的关系式为 _.2由图c可求得vA_ cm/s，a_ cm/s2.结果保存3位有效数字答案1vAat252.116.6解析1设挡光片末端到达光电门的速度为v，那么由速度时间关系可知：vvAat，且联立解得：v

9、Aat；2由图c可读出vA52.1 cm/s，图线的斜率ka cm/s28.28 cm/s2，即a16.6 cm/s2. 类型2实验方法拓展例3某研究性学习小组用图6装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：安装实验器材，调节试管夹小铁球、光电门和纸杯在同一竖直线上；翻开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺图上未画出测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复的操作.测出多组h，t，计算出对应的平均速度v；画出vt图象.图6图7请根据实验，答复如下问题：1设小铁球到达光电门

10、1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.那么小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为_.用v0、g和t表示2实验测得的数据如下表：实验次数123456hcm10.0020.0030.0040.0050.0060.00ts0.0690.1190.1590.1950.2260.255vm·s11.451.681.892.052.212.36请在图7坐标纸上画出vt图象.3根据vt图象，可以求得当地重力加速度g_ m/s2，试管夹到光电门1的间隔 约为_ cm.以上结果均保存两位有效数字答案1vv0gt2见解析图39.79.59.9均可6.56.36.7均可解析1根据匀变速直线运动的规律：

11、一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得vv0gt.2描点画图，如下图.3根据vv0gt可知，vt图象的斜率k，解得g9.7 m/s2；图象与纵轴的截距为小球经过光电门1时的速度v0，约为1.12 m/s，根据v022gh得h6.5 cm.变式2在暗室中用如图8所示装置做“测定重力加速度的实验.实验器材有：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、频闪仪.详细实验步骤如下：图8在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下.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闪仪的频率直到第一次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.采集数据进展处理.1实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是_.2实验中观察到水滴“固定不动时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的间隔 如图9所示，根据数据测得当地重力加速度g_ m/s2；第8个水滴此时的速度v8_ m/s.结果都保存三位有效数字图93该实验存在的系统误差可能有答出一条即可：_.答案1频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率29.72