实验研究匀变速直线运动

实验一

研究匀变直线运动实验器电火花计时器(或磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片实验原(如图)图实验步按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一，接好电源；把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带过打点计时器，固定在小车后面；把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分注意事平行：纸带、细绳要和长木板平两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先开电源，后取纸防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落及小车与滑轮相减小误差车的加速度宜适当大些减小长度的测量误差大小以能在cm的纸带上清楚地取出～7个数点为小车从靠近打点计时器位置释数据处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.

41526124561415261245612222nn11方法①分析物体的运动性—测量邻计数点间的距离，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②利用逐差法求解平均加速度x－－xx－＋a＋＋x＋＋＝，a＝，＝a＝1T23T3Tx＋d－d③利用平均速度求瞬时速度：＝＝nT2T④利用速度时图象求加速度作速—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；剪相计数点的纸带紧排在一起求解加速依据纸判断物体是否做匀变速直线运动、x、„是邻两计数点间的距.123(2)是个连续等的时间里的位移差Δ＝－x，＝x－x„11T是相邻两计数点间的时间间隔T＝n打点计时器的频率为，n为计数点间计时点的间隔数)(4)＝aT

2

，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.命题点一教原型实验例1(2017·全卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线动“滴水计时器”计量时实验前，将该计时器固定在小车旁，如2所示实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车在小车运动过程中滴水计时器等时间隔地滴下小水滴(记录了桌面上连续水滴的位(已知滴水计时器每s内滴下46个水)图由(b)可知，小车在桌面________(填“从右向左”“从左向右)动.该小组同学根据(b)的数据判断出小车做匀变速运.小车运动到图b)中A点置时的速.

254212222254212222度大小为________m/s加速度大小为_

.(结果均保留两位有效数字)答案解析

(1)从右向左(1)小车在阻力的作用下做速运动，由题(b)知从向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运.已知滴水计时器每30内共滴下46个水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为＝s＋＝s，所以点置的速度为v＝m/sm/s.根据逐差法可求加速度a22＋x，解得≈m/s故加速度的大小为T变式1

如图所某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰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，其中、1x＝cm＝8.33cm、x＝8.95cmx＝cm、＝10.2625图下表列出了打点计时器打下B时车的瞬时速度在中填入打点计时器打下D、E两点小车的瞬时速.结果保留三位有效数)位置速度(m·s)

B

C

DEF以点计时起点，在图画出小车的速—时间图线图根据你画出的小车的速—时间图线计算出小车的加速度a＝m/s结保留两位有效数字如果当时电网中交变电流的频率是f＝，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_______.(选“大”“小)答案.

(1)0.8640.928(2)图所示

ΔtΔt(3)0.64大命题点二实拓展创新复习启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基础上创设新情.此要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题情景拓数据处加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获加速.速度的测量方法打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和光片通过光电门的挡光时间t，由＝求速度..

AA2AAAA2AA加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速类型实验景创新例2(2017·全卷Ⅱ·22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均度度和加速度之间的关系.用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩挡光片、光电计时图实验步骤如下：①如图5(a)，将光电门定在斜面下端附近，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始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；③用s表示挡光片沿运动方向的长[如图(b)示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出－Δt图如图c)示.完成下列填空：用a表示滑块下滑的加速度大小，用v表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与、t的系式为＝由(c)求得＝，a＝______cm/s结果保留位有效数字答案.

(1)＋t

AAA22A2AAA22A2解析

(1)设挡光片末端到达光电门的速度为，由速度时间关系可知＝＋Δt且v＝

＋联立解得：v＝＋at；53.6－52.4由(c)读出≈52.1cm/s，图的斜率＝a＝cm/s≈8.28，即≈

类型实验法拓展例3

某研究性学习小组用图装来测定当地重力加速，主要操作如下：①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；②打开试管夹，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出小铁球通过两光电门间的平均速度v；③保持光电门的置不变，改变光电门的置，重复②的操测出多(ht)，计算出对应的平均速度；④画出v－图象.图图.

00200202000020020200请根据实验，回答如下问题：设小铁球到达光电门1的速度为当地的重力加速度g则小铁球通过两光电门间平均速度v的达为_______.(用、g和t表示)实验测得的数据如下表：实验次数(cm)t(m·s

请在图标纸上画出－图.根据－图，可以求得当地重力加速度g＝______以结果均保留两位有效数字

，试管夹到光电门1的离约为答案

(1)＝＋见解析图～9.9均)6.5(6.3～均可解析

(1)根据匀变速直线运动的规律：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得＝＋gt描点画图，如图所.g根据＝＋可知，－图象的斜率k＝，解g9.7m/s；图象与纵轴的截距为小球经过光电门1时速，约为，根据＝得≈6.5变式2

在暗室中用如图示装置做“测定重力加速度”的实实器材有、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、频闪体实验步骤如下：.

2822828228图①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.②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.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻.④采集数据进行处理.(1)实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的条件是实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图9所，根据数据测得当地重力加速度＝________滴此时的速度＝________结果都保留三位效数)

；第水图该实验存在的系统误差可能(答出一条即可)：______________________________答案

频仪的闪光频率等于水