《 备考指南 物理 》课件-第1章 实验1

直线运动的研究第一章

实验一探究匀变速直线运动栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏1一、实验目标1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况．2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．3．利用打上点的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图像，根据图像求加速度．二、实验方法1．打点计时器(如图所示)3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图所示是实验中的一条理想纸带，纸带记录了做匀加速直线运动的小车的运动情况，图中标出编号分别为0、1、2、3、4、5、6的7个计数点，相邻两计数点间的时间间隔均为T，测得相邻两计数点间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6.三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸．四、实验步骤1．仪器安装(1)把一端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，连接好电路．(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．2．测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，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，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，从后边便于测量的点开始确定计数点．为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即计数点的时间间隔为T＝0.1s．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中．(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．题点各个击破21．注意事项(1)平行：纸带、细绳要和木板平行．(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止运动，防止钩码落地、小车与滑轮相撞．命题点一教材标准实验变形(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50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．(5)作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度．2．误差分析本实验参与计算的量有s和T，因此误差来源于s和T.(1)相邻两计数点之间的距离s测量不够精确．(2)电源的频率不稳定使T不稳定．例1在做“研究匀变速直线运动”实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确选项的序号按实验的先后顺序填在横线上：____________________.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，连接好电路C．再把1条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，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，换上新纸带，重复3次F．从3条纸带中选择1条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打5个点的时间作为时间单位．在选好的起始点下面记作0，往后每5个点作为1个计数点，依次标出计数点1、2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离【答案】ABCDFG1．(2021年西安名校期中)某同学在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中打出的点如图所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示．(1)打点计时器使用________电源，电源的频率是50Hz，则打点时间间隔是______s，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为______s.(2)计算出打下C、D两点时小车的瞬时速度vC＝______m/s，vD＝______m/s.(保留3位有效数字)(3)计算加速度：a＝__________m/s2.(保留2位有效数字)【答案】(1)交流0.02

0.1

(2)0.479

0.560(3)0.802．某同学利用打点计时器做实验时，发现实验数据误差很大，怀疑电源的频率不是50Hz，采用如图甲所示的实验装置来测量电源的频率．已知砝码及砝码盘的质量为m＝0.1kg，小车的质量为M＝0.4kg，不计摩擦阻力，g取10m/s2.图乙为某次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，已知相邻的计数点之间还有3个点未画出．(1)小车的加速度大小为______m/s2.(2)根据纸带上所给出的数据，可求出电源的频率为______Hz.(3)打点计时器打纸带上C点时，小车的瞬时速度大小为______m/s.【答案】(1)2

(2)40

(3)13．在做“研究匀变速直线运动”的实验中：(1)实验室提供了以下器材：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、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是____________________．(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.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.位置BCDEF速度/(m·s－1)0.7370.801

0.994(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间图像．(4)根据你画出的小车的速度—时间图像，计算出小车的加速度a＝______m/s2.(5)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，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______(填“大”或“小”)．【答案】(1)弹簧测力计(2)0.864

0.928

(3)见解析图(4)0.63

(5)大(3)小车的速度—时间图像如图所示．4．(2021年聊城模拟)如图甲为“研究匀变速直线运动”的实验装置示意图．(1)请写出图中①②两个实验器材名称：①__________________，②__________________.(2)图乙为实验中得到的纸带的一部分，则O、D间的距离为________cm.(3)图丙是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示______________，纸带加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)．【答案】(1)小车打点计时器(2)1.20

(3)加速度的一半0.93高考实验题的考查源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验基础上的创新．“老处方解决不了新问题”，解决新问题在于从教材中的规律、原理的基础上迁移和创新，由此及彼地想问题，学会举一反三.命题点二实验创新迁移创新角度一实验设计的创新例2

(2021年河北模拟)某同学为了测量自己的反应时间，先用如图甲所示装置测量当地的重力加速度大小．(1)把挡板A和光电门B安装在铁架台上调整光电门的位置，使光电门B恰好位于挡板A的正下方．(3)若测得重力加速度大小g＝9.8m/s2，让另一位同用手捏住直尺，该同学用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺，如图乙所示．在看到另一同学松开手让直尺下落时，该同学迅速捏住直尺经过多次实验，该同学捏住处刻度的平均值为4.90cm，则该同学的反应时间约为______s．(计算结果保留2位有效数字)创新角度二实验器材的创新例3

(2021年昆明云南师大附中联考)用图甲装置可以测量滑块的加速度．气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两个光电传感器1、2，滑块上固定一遮光条，滑块与遮光条的总质量为M.若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压．两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器1、2时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像．(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U随时间t变化的图像如图乙所示，则应将气垫导轨右侧______(填“调低”或“调高”)；(2)用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝______mm；(3)若图乙是正确操作所得的图像，则滑块运动的加速度大小a＝______(用d、t1、t2、t3表示)，此测量值与真实加速度相比______(填“偏大”或“偏小”