实验一-研究匀变速直线运动-60页PPT资料

高三总复习人教版·物理实验一研究匀变速直线运动高三总复习人教版·物理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．2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法．(△x＝aT2)3．测定匀变速直线运动的加速度．高三总复习人教版·物理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02s打一次点高三总复习人教版·物理(3)纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．高三总复习人教版·物理2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、……，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝……，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a＝ΔvΔt＝Δv1Δt＝Δv2Δt＝……(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2.高三总复习人教版·物理3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度，即a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，然后取平均值，即a＝a1＋a2＋a33，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性．高三总复习人教版·物理(2)“平均速度法”求速度：即vn＝xn＋xn＋12T，如图1所示．图1高三总复习人教版·物理(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v－t图，直线的斜率即加速度．高三总复习人教版·物理电火花计时器(或电磁打点计时器)、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．高三总复习人教版·物理1．把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．高三总复习人教版·物理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．实验装置见下图2，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图2高三总复习人教版·物理3．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．高三总复习人教版·物理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T＝0.1s，如下图3，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3高三总复习人教版·物理5.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．6．增减所拴的钩码数，再做两次实验．位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5相邻两计数点间的距离x/m计数点的速度v/(m/s)高三总复习人教版·物理7．由实验数据得出v－t图象(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4可以看到，描出的几个点都大致落在一条直线上．(2)做一条直线，使同一次实验得到的各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v－t图象，它是一条倾斜的直线．图4高三总复习人教版·物理8．由实验得出的v－t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律．有两条途径进行分析(1)分析图象的特点得出，小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．图5高三总复习人教版·物理(2)通过函数关系进一步得出，既然小车的v—t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．高三总复习人教版·物理1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．3．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s高三总复习人教版·物理4．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T.6．测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差．高三总复习人教版·物理题型一对实验操作的考查[例1]关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误．．的是()A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动高三总复习人教版·物理[解析]长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故A错．实验时，为了能在纸带上得到较多的点迹，释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处，B对；如果先释放小车，可能纸带上打不上几个点，故C对；为了保护小车，避免落地摔坏，在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动，D对．[答案]A高三总复习人教版·物理题后反思凡是应用打点计时器的实验，都必需先接通电源，等打点稳定后，再释放纸带．本实验要保护小车，以免摔坏．高三总复习人教版·物理变式1—1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．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，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，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带高三总复习人教版·物理E．将平板一端抬高，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并按合理顺序填写在横线上________________________________________________________________________________________________解析：A中应先接通电源再放开纸带，D中先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带；遗漏G，换上新纸带重复实验三次．合理顺序BEFCADG答案：见解析高三总复习人教版·物理题型二利用纸带求速度和加速度[例2]如图6所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T＝0.10s，其中x1＝7.05cm，x2＝7.68cm，x3＝8.33cm，x4＝8.95cm，x5＝9.61cm，x6＝10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是________m/s，小车运动的加速度计算表达式为________，加速度的大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字)．图6高三总复习人教版·物理[解析]A为x1～x6整个过程中的时间中点，根据做匀变速直线运动的物体中间时刻的速度为整个过程的平均速度可得vA＝x1＋x2＋x3＋x4＋x5＋x66T≈0.86m/s.由于x4－x1＝3a1T2，x5－x2＝3a2T2，x6－x3＝3a3T2，所以a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x39T2代入数据得a＝0.64m/s2.高三总复习人教版·物理[答案]0.86a＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x39T20.64高三总复习人教版·物理题后反思求解时注意三点：(1)认清计时点与计数点，以便于确定打点周期；(2)明确x1、x2、…、xn表示的含义，是相邻两个点的间距还是某点到起点的间距；(3)准确进行单位换算，因为纸带上的数据通常是以厘米为单位的．高三总复习人教版·物理变式2—1(2019·日照模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图7所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.图7高三总复习人教版·物理(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝________m/s，CE间的平均速度为________m/s.图8(2)以打B点时为计时起点，建立v—t坐标系如图8所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线．(3)根据图线可得小车运动的加速度为________m/s2.高三总复习人教版·物理解析：(1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，所以vB＝xAC2×0.1＝0.050.2m/s＝0.25m/s.vCE＝xCE2×0.1＝0.14－0.050.2m/s＝0.45m/s.(2)v－t图象如图9所示．图9高三总复习人教版·物理答案：(1)0.250.45(2)见图9(3)1(3)在v－t图象中，图线的斜率表示加速度，即a＝0.55－0.250.3m/s2＝1m/s2.高三总复习人教版·物理1．如图10所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知()A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C．纸带甲的加速度比乙的大D．纸带甲的加速度比乙的小图10高三总复习人教版·物理答案：BD解析：在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故v甲v乙，选项A错，B对；相邻计数点间所用时间相等，但乙的速度变化得更快，故a甲a乙，选项C错，D对．高三总复习人教版·物理2．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图11所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s图11高三总复习人教版·物理答案：C解析：中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度，所以vB＝x2＋x32T，所以C正确，x6－x1＝5(x2－x1)，所以B错误，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，D错误，按照实验要求应该先接通电源再放开纸带，所以A错误．高三总复习人教版·物理3．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图12所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为________m/s2。位置4对应的速度为________m/s，能求出4的具体位置吗？________。求解方法是：________(不要求计算，但要说明过程)．图12高三总复习人教版·物理解析：从图中读出5、6之间的距离为37.5cm－24.0cm＝13.5cm,3、2之间的距离为6.0cm－1.5cm＝4.5cm，利用逐差法有x56－x32＝3aT2，求出a＝3.0×10－2m/s2；位置4对应的速度为v4＝x352T＝24.0－6.02×10－2m/s＝9×10－2m/s；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4aT2求解．高三总复习人教版·物理答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4aT2可求出x4的具体位置(其他方法合理均可)高三总复习人教版·物理4.(2019·广东理综)如图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图13高三总复习人教版·物理①