高考物理总复习第一章运动的描述匀变速直线运动的研究实验一研究匀变速直线运动材料

试验一研究匀变速直线运动1/37一、基本原理与操作2/373/374/37图15/37

认识“两种仪器”6/37

区分“两种点”1.计时点和计数点

计时点是打点计时器打在纸带上实际点，两相邻点间时间间隔为0.02s；计数点是人们依据需要选择一定数目标点，两个相邻计数点间时间间隔由选择点个数而定。2.纸带上相邻两点时间间隔均相同，速度越大，纸带上计数点越稀疏。7/37

注意事项1.平行：纸带和细绳要和木板平行。2.两先两后：试验中应先接通电源，后让小车运动；试验完成应先断开电源，后取下纸带。3.预防碰撞：在抵达长木板末端前应让小车停顿运动，要预防钩码落地和小车与滑轮相撞。4.纸带选取：选择一条点迹清楚纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。8/37热点一教材原型试验【例1】

(·海南单科，11)某同学利用图2(a)所表示试验装置探究物块速度随时间改变。物块放在桌面上，细绳一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。开启打点计时器，释放物块，物块在钩码作用下拖着纸带运动。打点计时器打出纸带如图(b)所表示(图中相邻两点间有4个点未画出)。9/37依据试验数据分析，该同学认为物块运动为匀加速运动。回答以下问题：(1)在打点计时器打出B点时，物块速度大小为________m/s。在打出D点时，物块速度大小为________m/s；(保留2位有效数字)(2)物块加速度大小为________m/s2。(保留2位有效数字)图210/37(2)依据题意，该同学认为物块运动为匀加速运动，则依据速度公式vD＝vB＋a·2T，代入数据整理能够得到a＝2.0m/s2。答案(1)0.56

0.96

(2)2.011/37【变式训练1】(1)如图3所表示为“探究小车速度随时间改变规律”试验装置图，按照试验要求应该()A.先释放小车，再接通电源B.先接通电源，再释放小车C.同时释放小车和接通电源(2)本试验必须(

)A.要平衡摩擦力B.要求悬挂物质量远小于小车质量C.上述两项要求都不需要图312/37(3)如图4所表示，在“探究小车速度随时间改变规律”试验中，从得到纸带中确定五个计数点，量得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相邻两个计数点间时间间隔是0.1s。则打C点时小车速度vC＝________m/s，小车加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字)图413/37解析(1)试验中应该先接通电源，再释放小车，选项B正确。(2)本试验不是验证牛顿第二定律试验，只需要保持协力恒定即可，选项C正确。答案(1)B(2)C(3)1.12.014/37热点二试验拓展创新1.情景拓展15/3716/37【例2】

(·全国卷Ⅱ，22)某同学研究在固定斜面上运动物体平均速度、瞬时速度和加速度之间关系。使用器材有：斜面、滑块、长度不一样矩形挡光片、光电计时器。试验步骤以下：①如图5(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上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时间Δt；图517/3718/37图619/37解析(1)设挡光片末端抵达光电门速度为v，(2)由图6可读出vA＝52.1cm/s，图线斜率即a＝16.3cm/s2。20/37【变式训练2】某校研究性学习小组同学用如图7甲所表示滴水法测量一小车在斜面上运动时加速度。试验过程以下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车末端，在小车上固定一平衡物；调整滴水计时器滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端；把调好滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘同时放开小车，于是水滴在白纸上留下小车运动规律点迹；小车抵达斜面底端时马上将小车移开。图乙为试验得到一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间距离是x01＝1.40cm，x12＝2.15cm，x23＝2.91cm，x34＝3.65cm，x45＝4.41cm，x56＝5.15cm。试问：21/37(1)滴水计时器原理与书本上介绍______________原理类似。(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻瞬时速度v4＝______m/s，小车加速度a＝________m/s2。(结果均保留2位有效数字)图722/37解析(1)由题意知滴水计时器原理与打点计时器原理类似。(2)可把小车运动看做是匀变速直线运动，则解得a≈0.19m/s2。答案(1)打点计时器(2)0.20

0.1923/371.如图8所表示，甲、乙两种打点计时器是高中物理试验中惯用计时仪器。光电计时器像打点计时器一样，也是一个研究物体运动情况计时仪器，其结构如图丙所表示，a、b分别是光电门激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片小车从a、b间经过时，光电计时器就能够显示挡光片挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间改变规律”试验中，做了一个U形遮光板如图丁所表示，两个遮光片宽度均为L＝5mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动经过静止光电计时器，试验时测得两次遮光时间分别为Δt1＝0.10s，Δt2＝0.05s，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过时间t＝1s，则：24/37图825/37(1)图乙是________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采取是________(选填“交流4～6V”或“交流220V”)。(2)第一个遮光片经过光电门速度大小为________m/s，第二个遮光片经过光电门速度大小为________m/s。(3)小车做加速直线运动加速度大小为________m/s2。26/37解析(1)图乙是电火花打点计时器，电源采取是交流220V。答案(1)电火花交流220V(2)0.050.10(3)0.0527/372.(·全国卷Ⅱ，22)某同学用图9(a)所表示试验装置测量物块与斜面之间动摩擦因数。已知打点计时器所用电源频率为50Hz，物块下滑过程中所得到纸带一部分如图(b)所表示，图中标出了五个连续点之间距离。图928/37(1)物块下滑时加速度a＝________m/s2，打C点时物块速度v＝________m/s；(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量物理量是________(填正确答案标号)。A.物块质量B.斜面高度C.斜面倾角29/37答案(1)3.251.79(2)C30/373.(·全国卷Ⅰ，22)某探究小组为了研究小车在桌面上直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。试验前，将该计时器固定在小车旁，如图10(a)所表示。试验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)统计了桌面上连续6个水滴位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图1031/37(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动。(2)该小组同学依据图(b)数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。(结果均保留2位有效数字)32/37解析(1)小车在阻力作用下做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间距离逐步减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。答案(1)从右向左(2)0.190.03833/374.[·天津理综，9(2)]某同学利用图11所表示装置研究小车匀变速直线运动。(1)试验中，必要办法是________。A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车质量远大于钩码质量D.平衡小车与长木板间摩擦力图1134/37(2)他试验时将打点计时器接到频率为50Hz交流电源上，得到一条纸带，打出部分计数点如图12所表示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1＝3.59cm，x2＝4.41cm，x3＝5.19cm，x4＝5.97cm，x5＝6.78cm，x6＝7.64cm。则小车加速度a＝________m/s2(要求充分利用测量数据)，打点计时器在打B点时小车速度vB＝________m/s。(结果均保留2位有效数字)图1235/37解析(1)若细线与长木板不平行，伴随小车逐步靠近滑轮，细线与水平方向夹角增大，小车所受协力随之改变，所以小车加速度发生改变，即小车不做匀变速直线运动，故细线必须与长木板平行，A选项必要；先接通电源