南方新高考2019物理一轮课件：实验01研究匀变速直线运动

1、实验一,研究匀变速直线运动,实验准备 实验目的,(1)练习使用打点计时器，学会用纸带上的点来分析物体的,运动,(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(saT2) (3)测定匀变速直线运动的加速度,实验器材,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、电源、复写纸片,实验过程 实验步骤,(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌 面，将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，细绳跨过滑轮，下边挂上合适 的钩码，把纸带穿过打点计时器，并将它的一端固定在小车的 后面实验装置如图 S1-1 所示，放手后，看小车能否

2、在木板上 平稳地加速滑行,图 S1-1,(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再释放小 车，以便打点计时器在纸带上打下一系列的点，换上新纸带， 重复三次,(4)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，从便于测量的地方开始确定计数点，然后每隔四个 点取一个计数点，这样做的好处是相邻计数点间的时间间隔 T 0.1 s，如图 S1-2 所示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,图 S1-2,(5)应用做匀变速直线运动的物体某一段时间内的平均速 度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度求得各计数点对应时刻 的瞬时速度,(6)增减所挂的钩码数，再做两次

3、实验,数据处理,(1)根据表格中的 v、t 数据，在平面直角坐标系中仔细描点， 如图 S1-3 可以看到，描出的几个点都大致落在一条直线上,图 S1-3,(2)作一条直线，使同一次实验得到的点尽量落到这条直线 上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线,就是本次实验的 vt 图象,(3)由实验得出的 vt 图象进一步分析得出小车运动的速,度随时间变化的规律：,分析 vt 图象的特点可得出，小车运动的 vt 图象是一条 倾斜的直线，如图 S1-4 所示，当时间增加相同的值t，速度也 会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变 化，关系式为 vtatv0.,图 S1-4,实

4、验分析 误差分析,(1)根据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)用作图法作出的 vt 图象并不是一条直线,(4)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度,只能是所测量段的平均加速度,【自我检测】,1(广州海珠2013 检测)图 S1-5 是某同学在做匀变速直线,运动实验中获得的一条纸带,(1)已知打点计时器电源频率为 50 Hz，A、B、C、D 是纸 带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从 图中读出 A 、B 两点间距 s _ ；C 点对应的速度是 _(计算结果保留三位有效数字),图 S1-5 (2)如果当时电网中交变电流

5、的频率实际是 f51 Hz，而做 实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 _(填“偏大”“偏小”或“不变”),答案：(1)0.70 cm,0.100 m/s (2)偏小,2(惠州2013 届调研)某同学在测定匀变速直线运动物体 的加速度时，得到了在不同拉力下的 A、B、C、D等几条较 为理想的纸带，并在纸带上每五个点取一个计数点，即相邻两 计数点间的时间间隔为 0.1 s，将每条纸带上的计数点都记为 0、 1、2、3、4、5，如图 S1-6 所示甲、乙、丙三段纸带，分别 是从三条不同纸带上撕下的,图 S1-6,(1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带 A 的是_ (2)打 A 纸带时

6、，物体的加速度大小是_m/s2. (3)打点计时器打下计数点 1 时小车的速度为_(保 留两位有效数字),答案：(1)乙,(2)3.11 (3)0.46,考点1,打点计时器的使用,重点归纳 1两种打点计时器的比较：,（续表）,2.练习使用打点计时器常考内容归纳： (1)打点计时器是计时仪器,(2)物体运动前，应注意使物体停在靠近打点计时器的位,置,(3)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器,打点稳定后，再释放连接纸带的物体,(4)使用电火花计时器时，应把纸带正确穿好，墨粉纸盘位 于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔， 压在复写纸下面,(5)打点计时器不能连续工作太长

7、时间，纸带拉出后应立即,关闭电源,典例剖析,),例1：(双选)有关电磁打点计时器的操作，错误的是( A直接接 220 V 交流电源 B在拉动纸带前一小段时间接通电源 C在拉动纸带后的瞬间接通电源 D纸带拉出后应立即关闭电源 答案：AC,【触类旁通】 1当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点,痕，下列关于纸带上点痕的说法，不正确的是(,),A点痕记录了物体运动的时间 B点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位 移 C点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状 D纸带上点痕的分布情况，反映物体的运动情况,解析：打点计时器打下的相邻两个计时点间的时间间隔为 0.02 s，A 正确；

8、相邻两个计时点间的距离就是运动的物体在这 0.02s 内通过的位移，间隔长度的变化情况即可反映出物体的运 动情况D 正确；纸带上每一个点的位置，对应于一个运动的 物体的位置，点痕记录了物体在不同时刻的位置，B 正确,答案：C,考点2,求物体的加速度和瞬时速度,重点归纳 1求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度 v：应用 做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间 图 S1-7,2求被测物体的加速度有三种方法：,方法三：利用 vt 图象求加速度 求出 A、B、C、D、E、F 各点的瞬时 速度，画出如图 S1-8 所示的 vt 图象，,图线的斜率就是物体的加速度 a.,图 S1-8,

9、典例剖析,例2：某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物 体的加速度，电源频率 f50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零 点，每隔四个点取一个计数点因保存不当，纸带被污染，如 图 S1-9 所示，A、B、C、D 是依次排列的四个计数点，仅能读 出其中三个计数点到零点的距离：sA16.6 mm，sB126.5 mm， sD624.5 mm.,图 S1-9,若无法再重新做实验，可由以上信息推知： (1)相邻的两个计数点的时间间隔为_s.,(2)打 C 点时物体的速度大小为_m/s(结果保留两位,有效数字),(3)物体的加速度大小为_(用 sA、sB、,sD 和 f 表示),时点的时间间隔t0.0

10、2s，进而求出相邻计数点的时间,思维点拨：(1)打点计时器的频率 f50 Hz，则纸带相邻计,1,f,(2)做匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度等 于该段时间中间时刻的瞬时速度，可由此求得打下 C 点时物体 的速度,(3)根据做匀变速直线运动的物体相邻相等时间内的位移,差sat2 可求得物体的运动加速度,sDsB (624.5126.5)10,解析：(1)打点计时器打出的纸带每隔四个点选择一个计数 点，则相邻两个计数点的时间间隔为T0.1 s. (2)打 C 点时物体的速度等于 BD 段平均速度，即,vC,3,2T 20.1,m/s2.5 m/s.,(3)做匀加速直线运动的物体的位移

11、特征是相邻相等时间 间隔内的位移以 aT2 均匀增大，有 sBCsABaT2，sCDsBCaT2sAB2aT2， sBD2sAB3aT2,备考策略：在进行纸带数据的计算时，应注意以下几点： (1)弄清纸带中已知的是计时点还是计数点，若是计数点，,则明确相邻计数点间的时间间隔是多少,(2)弄清题中已知的距离是相邻计数点间的距离还是每个 计数点到第一个计数点间的距离，若是后者应换算成相邻计数 点间的距离,(3)计算时注意将单位转化为国际单位制,【触类旁通】,2(1)某同学要进行探究匀变速直线运动规律的实验，请 在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横 线上(填编号)：_.,打点计时器

12、；天平；低压交流电源；低压直流电 源；细绳和纸带；钩码和小车；秒表；一端有滑轮的 长木板；刻度尺,(2)把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过 打点计时器，接通电源后释放纸带，重物便拉着纸带下落纸 带上打出一系列点，其中有一段如图 S1-10 所示，则纸带的 _(填“左端”或“右端”)与重物相连,图 S1-10,(3)若电源的频率为 50 Hz，处理实验数据时，每隔四个计 时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为 _s；图 S1-10 所示是用打点计时器测定匀变速直线运动规 律时打出的一条纸带，A、B、C、D、E为纸带上所取的计数点， 则vB_m/s，a_m/s2.(计算结果

13、保留两位有效数字) (4)如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者不知道 工作电压的频率小于 50 Hz，这样计算出的加速度值与其实值 相比是_(填“偏大”“偏小”或“不变”)的,(4)因由xaT2 计算加速度时，用的T 比实际的T 小，故 计算出的加速度比真实值偏大,答案：(1),(2)左端,(3)0.1,0.26,0.40,(4)偏大,考点3,实验操作与注意事项,重点归纳 1开始时要使小车停在靠近打点计时器处，再让小车运动， 以便在纸带上打下足够的点 2先接通电源再释放小车，当小车停止运动时及时断开电 源 3选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择点间间隔较大的一 段内的点作为计数点，并做好标记

14、供分析用,4将纸带平放在水平桌面上，用刻度尺测量任一计数点到,基准点间的距离并做好记录(分段测量会增大误差) 5细线下端悬挂适当个数的钩码，可以减小长度测量误差， 一般能在约 50 cm 的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜 6纸带运动时尽量不要让纸带与打点计时器的限位孔摩,擦,典例剖析,例3：在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中， 某同学的操作步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏可编上 序号 G、H)_,A将小车移到靠近打点计时器处，先释放小车，再接通,电源,B将打点计时器固定在平板上，并接好电源,C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面悬挂,适当重量的钩码,D取下纸带,E将长木板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加,速运动,F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善改正并按合理顺序填写在横线上,_.,解析：A 步骤中应先接通电源再放开纸带，D 步骤中应先 断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带；遗漏 G 步骤，换 上新纸带重复实验三次,答案：ADG,BEFCADG,备考策略：实验操作是近几年来高考常考的内容，一般以 填空的形式出现，具体内容参考“实验步骤”，但要理解为什 么要这样操作，不能死记硬背,【触类旁通】,3.(2010 年全国卷)利用如图 S1