2025版新教材高考物理全程一轮总复习第一章运动的描述匀变速直线运动实验一探究匀变速直线运动的特点学生用书

试验一探究匀变速直线运动的特点【素养目标】1.会正确运用打点计时器，学会利用纸带上的点迹求物体的速度和加速度.2.驾驭推断物体是否做匀变速直线运动的方法．必备学问·自主落实一、试验思路与操作装置图与思路思路：小车在槽码的牵引下运动，通过探讨纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变更的状况．留意：(1)不须要平衡摩擦力．(2)不须要满意悬挂槽码的质量远小于小车的质量操作要领(1)安装：固定好试验器材，并连接好电路；(2)靠近：小车停在靠近打点计时器的位置；(3)先后：启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，在纸带上打下一行小点；(4)关闭：关闭电源，取下纸带；(5)更换：增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次试验二、数据测量及数据分析1．数据测量(1)舍掉起先一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计时起点，以后依次每隔四个点取一个计数点，并标明0，1，2，3，4，…，如图所示．(2)依次测出01，02，03，04，…的距离x1，x2，x3，x4，…，填入设计表中．(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝x22T、v2＝x3-x12T、v3＝2．数据分析(1)以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．依据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v­t图像．(2)视察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变更规律．3．试验结论小车的速度随时间匀称增加．三、误差分析1．纸带测量的位移有误差．2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的v­t图像并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同．相识“两种仪器”(1)作用：计时仪器，接频率为50Hz的交变电流，每隔0.02s打一次点．区分计时点和计数点：(1)计时点和计数点计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02s；计数点是人们依据须要选择肯定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的规则而定．(2)纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计时点越稀疏．关键实力·精准突破考点一教材原型试验例1[2024·山东潍坊高三检测]某学习小组利用下图甲装置探讨小车运动的规律．(1)试验时将打点计时器接到频率为50Hz的交变电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出)．x1＝4.09cm，x2＝4.91cm，x3＝5.69cm，x4＝6.47cm，x5＝7.28cm，x6＝8.14cm.依据测量数据，分别计算了打点计时器在打B、C、D、E、F点时小车的速度，请将你计算所得的打C点时的速度填入表格．位置BCDEFv/(m·s－1)0.45____0.610.690.77(2)依据(1)中表格数据，以打A点时为计时起点，在下图所示的坐标纸中画出小车运动的v­t图像．(3)依据图像得出打A点时小车的速度为________m/s.(4)依据图像求得小车运动的加速度a＝________m/s2(结果保留一位有效数字)．例2在用打点计时器探讨小车速度随时间变更规律的试验中，得到一条纸带如图甲所示．A、B、C、D、E、F、G为计数点(相邻两计数点间有4个点未画出)，相邻计数点间时间间隔为0.10s，x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.(1)依据题目信息可知，打B点时小车的速度是________m/s，小车的加速度是________m/s2(结果保留2位有效数字)(2)某同学用以下方法绘制了小车运动的v­t图像：先把纸带每隔T＝0.10s剪断，得到若干段纸条，长度分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6.再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间．最终连接纸条上端中心位置作一条直线，于是得到v­t图像(如图乙所示)．a．t1处应标为________s；v1处应标为________[此空用第(2)问中的物理量符号表示].b．请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的原理________________________________________________________________________________________________________________________________________________.[教你解决问题]读图[试答]考点二探究创新试验考向1试验原理的创新例3[2024·辽宁卷]某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)．试验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器．光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt.(1)除图中所用的试验器材外，该试验还须要________(填“天平”或“刻度尺”)；(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50cm，记录时间间隔的数据如表所示．编号1遮光带2遮光带3遮光带…Δt/(×10－3s)73.0438.6730.00…依据上述试验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为v3＝________m/s(结果保留两位有效数字)；(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2，则重力加速度g＝________(用d、Δt1、Δt2表示)；(4)该同学发觉所得试验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的缘由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________[创新点分析](1)利用光电门测小球经过光电门的速度．(2)利用v2－v1＝gt计算重力加速度的大小．考向2数据处理的创新例4用如图甲所示的试验装置来测量匀变速直线运动的加速度．(1)试验的主要步骤：①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d＝________mm.②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x.③滑块从A点静止释放(已知槽码落地前挡光片已通过光电门)．④读出挡光片通过光电门所用的时间t.⑤变更光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值．(2)依据试验测得的数据，以x为横坐标，1t2为纵坐标，在坐标纸中作出1t2­x图线如图丙所示，求得该图线的斜率k＝________m－1·s－2；由此进一步求得滑块的加速度[创新点分析](1)变更光电门的位置，距离x发生变更，滑块经过光电门的时间t将随之发生变更．(2)建立位移x与1t2的坐标系，通过1t试验一探究匀变速直线运动的特点关键实力·精准突破考点一例1解析：(1)每相邻计数点之间有4个点未画出，故相邻计数点之间的时间间隔T＝0.1s，由vC＝x2+x32T得(2)描点作图如答案图所示．(3)由图可得vA＝0.37m/s.(4)由v­t图线斜率可得a＝0.8m/s2.答案：(1)0.53(2)如图所示(3)0.37(4)0.8例2解析：(1)依据匀变速直线运动中某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打B点时小车的速度为vB＝vAC＝sACtAC＝1.20+1.60×10-22×0.10m/s＝0.14m/s.由Δx＝aT2(2)a.t轴标出的时间为连续相等的时间间隔，且纸带每隔T＝0.10s剪断一段，所以t1处应标为0.10s．由平均速度公式可得v1＝x1b．匀变速直线运动中某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．答案：(1)0.140.40(2)a.0.10x1考点二例3解析：(1)该试验测量重力加速度，不须要天平测质量，须要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度．(2)依据平均速度的计算公式可知v＝dΔt＝(3)依据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度，有v1＝dΔt1，v又v2＝v1＋gΔ可得g＝2d(4)光栅板的长度明显，下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度．答案：(1)刻度尺(2)1.5(3)2d