【状元之路】高考物理一轮复习 1-4 实验 研究匀速直线运动课件 新人教版

1、学案4实验：研究均匀的变速直线运动，一、实验目的1 .使用电磁打点定时器和火花定时器进行练习，学习了用打点的录音带来研究物体的运动。 2 .掌握判断物体是否具有均匀变速直线运动的方法。 3 .使用纸录音带来测量物体均匀变速直线运动的加速度。 二、实验原理1 .打点定时器(1)使实现计时功能的设备发挥作用，如果使用的交流电源频率是50 Hz，则每隔0.02 s打点一次。 (2)工作条件电磁打点计时器：4 V6 V交流电源放电计时器： 220 V交流电源(3)纸带上的点的意思表示与纸带连接的物体在不同时刻的位置。 通过调查纸带上的各点之间的间隔，可以判断物体的运动状况。 电磁打点定时器的电磁打点定

2、时器的构造如图所示，由于线圈和永久吸铁石，振动片上下振动，位于振动片一端的针也上下振动来打点，此时，当录音带移动时，针在录音带打出一连串的点。 放电计时器放电计时器的结构如图所示，是利用火花放电在录音带上钻孔来表示点迹的计时器装置，动作电压为220 V交流，当推一推脉冲输出开关时，来自计时器的脉冲电流经由正的放电针、调色剂托盘到达负的托盘轴，产生火花放电(4)两种打点计时器，(3)根据录音带求出击中物体所在计数点时的瞬时速度的方法： vn=(xn xn 1)/(2T )、即时间2T内的平均速率与该时间中间时刻的瞬时速度相同。 2 .均匀变速直线运动特征(1)如果物体表现出均匀变速直线运动，则将

3、加速度设为a，则在相等的连续时间t内分别产生的位移量为x1、x2、x3、xn。 x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2，即任意两个连续相等的时间间隔内的位移差相等。 从这个特征可以判断一个物体是否有均匀的变速直线运动。 (2)一定变速直线运动内的物体在某个时间内的平均速率，与该时间内的中间时刻的瞬时速度相等。 (1)在依次差法中，若将相邻的同一时间(t )内的位移分别设为x1、x2、xn，则x2-x1=x3-x2=x4-x3=xn-xn-1=aT2、x4-x1=3a1T2、x5-x2=3a2T2、x6- x3=3 (2)图像法是以打某个计数点时为计时起点，求出以vn=xn xn 1/(

4、2T )打各点时的速度，标绘而得到v-t图像、v-t图像，3 .根据纸录音带求出物体的加速度的方法3 .将推车停在打点定时器。 首先接通电源，放开车，让车拖着录音带移动，打点定时器在录音带上落下小点，换上新的录音带，反复进行3次实验。 三、实验器材火花计时器或电磁打点计时器，一端带有滑轮的长板、推车、纸录音带、绳、钩状体查询密码、水垢、导线、电源、复印纸。 四、实验过程、一.如图所示，将一端带有滑轮的长板放置在试验机上，将滑轮伸出底面，在长板上将打点计时器固定在远离滑轮一端的位置，并连接电气线路。 4 .从三个纸张录音带中选择理想的纸张录音带，舍去最初的密集点，在后面容易测量的表兄弟中找到开始

5、点，然后依次按每五个点取计数开始点，确定计数开始点，并明确记载0、1、2、3、4，将从各计数点到0点的距离x 5 .利用时间平均速率等于该时间中间点的瞬时速度，获得计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，并且填写上面的表。 6 .根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，计算相邻计数点之间的距离x1、x2和x3，通过逐次差分法获得加速度，最后获得加速度的平均值，并且将该平均值写入上表中。(也可以根据与上一步骤中求出的各计数点相对应的瞬时速度制作v-t图像，根据图像的倾斜求出加速度a )。 7 .增减相关的查询密码数，再次进行实验。 8 .实验结束后，整理实验器材。 五、注意事项1 .在钩状体查询密码

6、落地点放置减震垫或穿山鼠盒，防止钩状体查询密码发生冲突。 2 .在车到达滑轮前用手按住，或放置可发性聚苯乙烯的挡板，防止损坏车。 3 .推车的加速度应适当增大，可缩小长度的检验误差，加速度的大小应能够在约50 cm的纸张录音带处清楚地取出7.8个计数点。 4 .录音带移动时，尽量不要让录音带摩擦打点定时器的限位孔。 5 .首先接通电源，打点定时器的动作稳定后，放开推车放开车子时，车子接近打点定时器，最大限度地利用录音带的长度。 6 .不分阶段地测量各段的位移，尽量一次结束测量(统一各计数点到计数开始点的距离)，读取时应该读取毫米波的下一位。 六、误差分析本实验参与计算的量为x和t，因此误差来自

7、x和t。 1.a的测量结果可能出现误差，因为在两个邻近计数点之间距离x的测量不准确。 2 .商用电源的频率不稳定，t不稳定，产生误差。 试验点1打点定时器的构造、原理、使用，【例1】电磁打点定时器是使用了电源的定时器，其工作电压在_ _ _ _ _ v以下，电源频率为50 Hz时，按_点。 使用打点定时器时，录音带通过，复印纸定径套到上，在录音带的_面上定径套的用于电源的查询密码必须连接到打点时，移动录音带。 正确把握打点定时器的构造、动作原理、使用方法等是做出正确判断的关键。 【解析】电磁打点定时器是测量时间的机器，使用6 V以下的低压交流电源，每1周期打1点，所以纸带上的2点间的时间间隔是

8、交流的周期，在使用打点定时器的情况下，纸带通过止动孔，纸带定径套转印轴，打点时接通电源后移动纸带。 在使用低压交流、6、6、6,0.02、限位孔、定位轴、上、低压交流、枢纽站、电源接通、1、放电定时器分析物体运动状况的实验中，(1)在下一个基本步骤中正确的排列顺序是 a .将放电计时器固定在桌子上b .录音带c .松开录音带，使物体具有录音带按下220 V交流电源e .脉冲输出开关，定径套打点(2)录音带时，检查色粉托盘是否正确地被定径套。A B D E C、托盘轴、调色剂托盘、测试点2的实验操作技巧【例2】某同学的操作有以下实验步骤。 错误和错误的步骤是：拉拽编号g、h、b的录音带，将购物车

9、移动到接近打点计时器的位置，然后放开录音带， 把电源b .打点定时器固定在平板上，把电源c .绳子系在推车上，把绳子系在定滑轮下方，取下适当的钩状体查询密码d .录音带e .抬起平板的一端，轻轻按压推车，就可以用平板等速运动推车。 将录音带固定在推车尾部，并通过打点计时器的阻车器孔，完善以上步骤，以合理顺序填写横线。 _ _ _ _ _ . 接通a电源后释放录音带。 在d，请先切断电源，停止打点计时器。 补充g，更换录音带，重复3次实验，B F E C A D G，实验操作的技巧： (1)放开推车时，请将推车靠近打点计时器。 (2)打开电源，打点定时器稳定后，释放购物车。(3)施加在推车的另一

10、端的钩状体数量是适当的，希望加速度过大而使纸张录音带上印刷的点太少，或者加速度过小而使各级位移大的一般无二，从而加速度的大小可以清楚地取出7.8到约50cm的纸张录音带上的个计数点。 (4)选择点迹清楚的用纸录音带，适当地丢弃点密集的部分，适当地选择计数点(计数点和计数点不同)，明确所选择的时间间隔t等于几秒。 (5)减少录音带运动时，录音带和打点定时器的限位孔之间的摩擦。 (6)在钩状体查询密码落地位置放置减震垫或穿山鼠盒，防止钩状体查询密码相撞。 (7)在车到达滑轮前，用手按住，或放置可发性聚苯乙烯的挡板，以免车掉在地上，或撞到滑轮。 2、某同学使用图中所示的实验装置，研究推车在斜面上的运

11、动。 实验程序如下： a .安装了实验器材。 b .接通电源后，将划有纸录音带的推车沿平板斜面向下移动，并重复数次。 选点迹清晰的纸录音带。 舍去开始密集的点迹，从容易测量的点开始，每隔2打点间隔取一个计数点，如图中的0、1、2.6。 测量从c.1、2、3.6计数点到0计数点的距离，分别记为x1、x2、x3x6。 d .通过测量和计算，同级生判断推车沿平板均匀加速直线运动。 分别计算e.x1、x2、x3x6与对应时间之比x1/t1、x2/t2、x3/t3x6/t6。 令f.x/t为纵轴，t为横轴，标绘与x/t相对应的时间t的坐标点，标绘x/t-t线。 (2)最小刻度为1 mm的刻度的0刻度和0

12、计数点相合，0、1、2、5计数点的位置如图所示，则为x2=_ _ _ cm、x5=_ _ _ _ cm。 (3)该学生在图中表示与1、3、4、6点对应的点，请在该图中表示与2、5点对应的点，画x/t-t线。 (从x/t-t图判断，打0计数点时小车的速度v0=_ m/s在斜面上移动的加速度a=_m/s2。 (1)在实验中，除打点计时器(包括纸张录音带、复写纸)、推车、平板、铁元素架、导线和开关以外，下列设备和器材均须使用： (填写可选查询密码) a .电压适当的50 Hz交流电源b .电压可调整的直流电源c .尺度d .掌门人手表e .天平f .锤【答案】(1) AC (2) 2.98 (也可为

13、2.972.9.9 ) 13.20 (也可为1.3.1913.2.1 ) (3)解析图(4) 4.80 (4. 505 .也可1.0 )，试验点3实验数据的处理【例3】某学生用打点定时器使直线运动均匀加速，测定物体加速度，电源频率f=50 Hz。 在印刷在纸录音带上的点中，选择零点，每隔4点取一个计数点。 由于储存不良纸张录音带被污染了。 如图所示，a、b、c、d是依次排列的4个计数点，xA=16.6 mm，xB=126.5 mm，xD=624.5 mm中，仅能读取从3个计数点到零点的距离。 如果不能进行进一步的实验，则可以从以上的信息中推测： (1)相邻的2个计数点的时间间隔为： _ _ _

14、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ (2)点击c点时的物体的速度的大小为： _ _ _ _ _ _ m/s (取2位的有效数字) (3)物体的加速度的大小为： _ _ _ _ _ (xa、xB、) (1)打印邻接的两个计数点的时间间隔是T=0.02 s5=0.1 s (2)c点时的瞬时速度，等于将c点作为中间时刻的BD段的平均速率。 因此，m/s (3) t5t=5/fc xab=xd b-xad=xd-xab=vat (1/2) at2xad=va3t (1/2) a (3t ) 2联立或更多联立方程式可以解开a=(xD-3xB 2xA)f2/75。 3、某同学在“研究均匀变速直线运动”实验中，使用打点定时器来记录被推车拖曳的录音带的运动状况，在录音带上确定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，相邻2个计数点间的时间间隔为0.10 s(1)计算从纸带上的各计数点之间的距离减去b、c、d、e、f 5点时的车