高考物理必修1一轮复习课时试题解析第1章试题解析5实验

实验教案5研究速度随时间变化的规律实验目的1．练习使用打点计时器，利用打点纸带研究小车速度随时间变化的规律2．能画出小车运动的v－t图象，并依据图象求加快度．实验原理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：①电磁打点计时器：4V～6V的沟通电．②电火花计时器：220_V的沟通电．(3)纸带上各点的意义：①表示和纸带相连的物体在不一样时刻的地点．②经过研究纸带上各点之间的间隔，能够判断物体的运动状况．2．利用纸带判断物体运动性质的方法(1)沿直线运动的物体，若相等时间内的位移相等，即1＝2＝3＝，则物体做匀速直线运动．(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为1，2，3，4，，若＝2－1＝3－2＝4－3＝，则说明物体在做匀变速直线运动，且＝aT2.3．速度、加快度的求解方法(1)“均匀速度法”求刹时速度，即vn＝xn＋xn＋1，如图1所示．2T图1x4－x1x5－x2x6－x3(2)“逐差法”求加快度，即a1＝3T2，a2＝3T2，a3＝3T2，而后取均匀值，即a＝a1＋a2＋a33

，这样能够使所给数据所有获取利用，以提升结果的正确性．(3)“图象法”求加快度，即由“均匀速度法”求出多个点的速度，画出v－t图，直线的斜率即加快度．实验器械电火花计时器(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、沟通电、复写纸片．实验步骤1．仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连结好电路．(2)把一条细绳拴在小车上，细绳越过滑轮，下面挂上适合的钩码，把纸带穿过打点计时器，并将它的一端固定在小车的后边．实验装置见图板上安稳地加快滑行．

2所示，松手后，看小车可否在木图22．丈量与记录(1)把小车停在凑近打点计时器处，先接通电，后松开小车，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，随后立刻封闭电．换上新纸带，重复三次．(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于丈量的点开始确立计数点，为了计算方便和减小偏差，往常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1s，如图3所示，正确使用毫米刻度尺丈量每相邻两计数点之间的距离．图3(3)利用一段时间内的均匀速度等于这段时间中间时刻的刹时速度求得各计数点1、2、3、4、5的刹时速度．(4)增减所挂钩码数，或在小车上搁置重物，再做两次实验．数据办理及实验结论1．由实验数据得出v－t图象．图4(1)依据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中认真描点，如图4，能够看到，关于每次实验，描出的几个点大概落在一条直线上．(2)做一条直线，使同一次实验获取的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀散布在直线的双侧，这条直线就是本次实验的v－t图象，它是一条倾斜的直线．2．由实验得出v－t图象后，进一步剖析得出小车运动的速度随时间变化的规律(1)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增添同样的值t时，速度也会增添同样的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．图53．求出小车的加快度：利用v－t图象的斜率求加快度a＝v或t利用逐差法求加快度x6＋x5＋x4x3＋x2＋x1a＝23×3T注意事项1．纸带和细绳要和木板平行，小车运动要安稳．2．实验中应先接通电，后让小车运动；实验后先断开电后取纸带．3．要防备钩码落地和小车与滑轮相撞．4．小车的加快度宜适合大些，能够减小长度的丈量偏差，加快度大小以能在约50cm的纸带上清楚地拿出6～7个计数点为宜．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清楚，舍弃打点密集的部分，适入选用计数点(注意计数点与计时点的差别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．题型一对实验原理的正确理解【例1】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较正确地测出加快度，将你以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，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，连结好电路C．再把一条细绳拴在小车上，细绳越过滑轮，下面挂上适合的钩码，每次一定由静止开释小车D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后边E．把小车停在凑近打点计时器处，接通直流电后，松开小车，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，随后立刻封闭电，换上新纸带，重复三次F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于丈量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记作0，今后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离G．依据公式a1＝(4－1)/3T2，a2＝(5－2)/3T2，a3＝(6－3)/3T2及a＝(a1＋a2＋a3)/3求出a答案ABCDFG分析在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反应小车的运动状况，既要减小运动偏差也要减小纸带的剖析偏差．此中

E项中的电应采纳沟通电，而不是直流电．题型二

纸带数据的办理【例

2】某同学用打点计时器测做匀加快直线运动的物体的加快度，电频次

f＝50H，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔

4个点取

1个计数点，因保存不妥，纸带被污染，如图

6所示，A、B、C、D

是挨次摆列的

4个计数点，但仅能读出此中

3个计数点到零点的距离：A＝16.6mm，B＝126.5mm，D＝624.5mm图6若没法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________s(2)打C点时物体的速度大小为________/(取2位有效数字)ms(3)物体的加快度大小为________(用A、B、D和f表示)答案(1)0.1(2)2.5xD－3xB＋2xA(3)f275分析(1)由电频次f＝50H，可知电周期T0＝0.02s所以打点周期T＝5×0.02s＝0.1s(2)打C点时物体的速度vC＝xD－xB0.6245－0.1265＝m/s2T0.22.5m/s(3)AB＝B－A，BC＝C－B，CD＝D－C5又因CD－BC＝BC－AB＝aT2＝a()2fxD－3xB＋2xA所以a＝f275[规范思想]高考对“纸带”的命题常常从以下三个方面设置问题：(1)利用连续相等时间内的位移之差2－1＝3－2＝4－3＝等于恒量进行相关计算或判断．(2)利用均匀速度法求刹时速度；(3)利用＝aT2(或逐差法

)求

a.[针对训练

]

某同学在研究小车的运动实验中，

获取一条点迹清楚的纸带，

如图

7所示，已知打点计时器每隔

0.02s

打一个点，该同学选择了

A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据以下图，单位是

cm.图7(1)小车做什么运动？(2)试计算刹时速度vB、vC、vD、vE各多大？(3)计算小车的加快度多大？答案(1)匀加快直线运动(2)0.415m/s0.495m/s0.575m/s0.655m/s(3)2.0m/s2分析(1)由于相邻的位移差＝BC－AB＝CD－BC＝DE－CD＝EF－DE＝常数，所以小车做匀加快直线运动．(2)由图可知，相邻计数点的时间间隔T＝2×0.02s＝0.04s由求刹时速度的方法可得：x3.32×10－2vB＝m/s＝0.415m/s＝2×0.042TvC＝xBD5.46－1.5010－2＝2×m/s2T0.040.495m/svD＝xCE7.92－3.3210－2＝m/s2T2×0.040.575m/sxDF10.70－5.4610－2vE＝2T＝2×0.04m/s0.655m/sxEF－xBCxDE－xAB(3)a1＝3T2，a2＝3T2a1＋a2a＝2＝xEF－xBC＋xDE－xAB2×3T2＝xDF－xAC6T210.70－5.46－3.3210－2＝60.042m/s2＝2.0m/s21．在“研究匀变速直线运动”的实验中，以下方法中有助于减少实验偏差的是()A．选用计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B．使小车运动的加快度尽量小些C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清楚、点间隔适合的那一部分进行丈量、计算D．适合增添挂在细绳下钩码的个数答案ACD分析选用计数点能够使用于丈量和计算的相邻点的间隔增大，在用直尺丈量这些点间的间隔时，在丈量绝对偏差基真同样的状况下，相对偏差较小，所以A正确；在实验中，假如小车运动的加快度过小，打出的点很密，长度丈量的相对偏差较大，丈量正确性降低，所以小车的加快度应适合大些，而使小车加快度增大的常有方法是，适合增添挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B项错，D项对；为了减少长度丈量的相对偏差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，所以C项正确．2．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用沟通电的频次为50H)，获取如图8所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，以下表述正确的选项是()图8A．实验时应先松开纸带再接通电B．(6－1)等于(2－1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s答案C3．在研究变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的刹时速度以下：计数点序号123456计数点对应的0.10.20.30.40.50.6时刻/s经过计数点的44.062.081.0100.0110.0168.0速度/(cm·s－1)为了算出加快度，合理的方法是()vA．依据随意两个计数点的速度，由公式a＝t算出加快度B．依据实验数据画出v－t图线，量出其倾角α，由公式a＝tanα算出加快度vC．依据实验数据画出v－t图线，由图线上随意两点所对应的速度，用公式a＝算出t加快度D．挨次算出经过连续两个计数点间的加快度，算出均匀值作为小车的加快度答案

C分析

方法

A有时性较大，方法

D

实质上也仅由始末两个速度决定，

有时偏差也比较大，只有益用实验数据画出对应的

v－t图线，才可充分利用各次丈量数据，

减少有时偏差．由于物理图象中，坐标轴的分度大小常常是不相等的，依据同一数据，能够画出倾角不一样的很多图线，方法B是错误的，此外丈量角度偏差较大．正确的方法是依据图线找出随意两v个时刻对应的速度值，由a＝计算．C正确．t4．图9是某同学在做匀变速直线运动实验中获取的一条纸带．(1)已知打点计时器电频次为50H，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD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＝____；C点对应的速度是______(计算结果保存三位有效数字)．图9答案(1)0.02s(2)0.70cm10.0cm/s5．一个小球沿斜面向下运动，1用每间隔s曝光一次的频闪相机拍摄不一样时刻小球位101置的照片，如图10所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为10s，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据以下表所示图

101(cm)

2(cm)

3(cm)

4(cm)

11.50(1)小球在相邻的相等时间内的位移差

________(填“相等”或“不相等”

)，小球运动的性质属________直线运动．(2)有甲、乙两同学计算小球加快度的方法以下：x2－x1x3－x2x4－x3甲同学：a1＝T2，a2＝T2，a3＝T2，a＝a1＋a2＋a33.x3－x1x4－x2a1＋a2乙同学：a1＝2T2，a2＝2T2，a＝2.你以为甲、乙中两位同学的计算方法更正确的是______，加快度值为________．答案(1)相等匀加快(2)乙同学1.10m/s2分析(1)2－1＝9.30cm－8.20cm＝1.10cm3－2＝10.40cm－9.30cm＝1.10cm4－3＝11.50cm－10.40cm＝1.10cm由以上数据能够得出，小球在相邻的相等的时间间隔内位移差相等．即＝(恒量)，所以小球的运动性质属匀加快直线运动．(2)用逐差法求加快度能够减小实验偏差．故乙同学计算方法更正确．a1＝10.40－8.20cm/s2＝1.10m/s222×0.1a2＝11.50－9.30cm/s2＝1.10m/s222×0.1a1＋a2a＝＝1.10m/s6．如图11所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置能够测定重力加快度．图11(1)所需器械有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，别的还需________(填字母代号)中的器械．A．直流电、天平及砝码B．直流电、毫米刻度尺C．沟通电、天平及砝码D．沟通电、毫米刻度尺(2)经过作图象的方法能够剔除有时偏差较大的数据，提升实验的正确程度．为使图线的斜率等于重力加快度，除作v－t图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．答案

(1)D

v2(2)

—h

速度平方的二分之一

重物着落的高度2分析

(1)打点计时器需接沟通电．重力加快度与物体的质量没关，所以不要天平易砝码．计算速度需要测相邻计数点间的距离，需要毫米刻度尺，选D.v2(2)由公式v2＝2gh，如绘出2—h图象，其斜率也等于重力加快度．7．某同学用如图12所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤以下：图12a．安装好实验器械．b．接通电后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清楚的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于丈量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图13甲中0、1、2、、6点所示．乙图13c．丈量1、2、3、、6计数点到0计数点的距离，分别记作：1、2、3、、6.d．经过丈量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加快直线运动．x1

x2

x3

x6e．分别计算出

1、2、3、、6与对应时间的比值

t1

、、、、t2t3

t6

.x

x

xf．以

t为纵坐标、