物理2018届高考新课标版第一轮总复习打包老师搜集第一章实验

实验一 研究匀变速直线运动第一章运动的描述匀变速直线运动的研究【基本要求】一、实验目的练习正确使用打点计时器．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t

图象，根据图象求加速度．三、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、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四、实验步骤按照实验原理图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源．把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面．把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车．小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带．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．【方法规律】一、数据处理1．利用逐差法求平均加速度1a

＝4

13T22，a

＝x

－x x

－x5

23T23，a

＝x

－x363T2，a

＝a1＋a2＋a33.2．利用平均速度求瞬时速度nv

＝＋n

n

1＋x

＋x

d

－d—n

1

n

12T

2T＝

.3．利用速度－时间图象求加速度：作出速度－时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度．二、注意事项平行：纸带、细线要和木板平行．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带．防止碰撞：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滑轮相撞．减小误差：小车的加速度要适当大些，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6～7

个计数点为宜．5．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线．三、误差分析使用刻度尺测计数点的距离时有误差．作v－t

图象时出现作图误差．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同．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．实验步骤如下：安装好实验器材；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，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；测出x1、x2、x3….结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：(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，在下列仪器和器材中，必须使用的有

AD

_．(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(2)如果小车做匀加速运动，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

．x3－x2＝x2－x1x2＋x3时间间隔是t，则打c

点时小车的速度大小是

10t

．(3)如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加速度a

的表达式为：a＝（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）225

t2位置BCDEF速度(m·s－1)0.7370.8010.994根据你画出的小车的速度－时间关系图线计算出的小车的加速度

a＝

m/s2.如果当时电网中交变电流的频率是f＝49

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”)[解析] (1)本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计．(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：vD＝3

42T

＝x

＋x

（8.33＋8.95）×10－2m2×0.1

s＝0.864

m/s同理可得vE＝0.928

m/s.(4)小车的加速度Δt

＝

－0.040.522Δv

1.00－0.70a＝

m/s2＝0.63

m/s

.(5)当交变电流的频率f＝49

Hz

时，实际周期大于0.02

s，根据运动学公式Δx＝aT2得，测量的加速度值与实际值相比是偏大的．[答案]

见解析以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，考查对实验原理、方法的迁移应用能力，体现开放性、探究性等特点．对本实验的创新迁移可能从以下角度进行：用气垫导轨代替长木板；用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器；小车在长木板上的运动改为重物的自由下落．虽然创设了新的情景，但是计算方法依然万变不离其宗，仍用逐差法计算加速度，平均速度法求解瞬时速度．(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1.0101.0光电门

2

时的速度

v2＝

2.5

_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

平均速度

，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将

滑块的宽度减小一些．[解析](1)d＝10

mm＋0.05

mm×2＝10.10

mm＝1.010

cm.1dt1(2)v

＝

＝1.010×10－21.0×10—2m/s≈1.0

m/s，2dt2v

＝