实验一-研究匀变速直线运动

实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向实验目的用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律．实验原理1．打点计时器抓基础双基夯实作用计时仪器，每隔0.02s打一次点工作条件电磁打点计时器：6V以下交流电源电火花计时器：220V交流电源纸带上点的意义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实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法(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.抓基础双基夯实(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的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＝….实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向抓基础双基夯实3．速度、加速度的求解方法“平均速度法”求速度“逐差法”求加速度即vn＝xn＋xn＋12T，如图所示即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，以提高准确度实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向抓基础双基夯实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、复写纸片．“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图象，直线的斜率即表示加速度实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向实验步骤1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，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，调节滑轮的高度，使细绳与长木板平行．实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向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．4．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中.理要点核心突破位置编号012345时间t/s0x/m0v/(m·s－1)实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、….6．利用一段时间内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1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．7．增减所挂钩码数，再做两次实验．数据处理及实验结论1．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，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向(2)作一条直线，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．2．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)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，如图所示，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．理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向(2)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，所以小车的速度随时间均匀变化．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．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的v－t图象并不是一条直线．5．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．理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向注意事项理要点核心突破平行纸带、细绳要和长木板平行靠近释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置一先一后实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带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，小车与滑轮碰撞实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向减小误差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，使纸带上打的点过于密集纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点准确作图在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧理要点核心突破实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向【典例1】某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．实验步骤如下：A．安装好实验器材．研考向考点探究考点一实验原理与操作考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点．C．测出x1、x2、x3、….结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号)A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．秒表研考向考点探究考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计AD答案解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧测力计(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是______________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是________．研考向考点探究考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计x3－x2＝x2－x1x2＋x310t答案解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向研考向考点探究(1)实验中打点计时器要使用50Hz的低压交流电源；测量x1、x2、x3要使用刻度尺；实验中不需要使用秒表、天平、重锤和弹簧测力计，故选A、D.(2)因小车做匀加速直线运动，所以相邻相等时间内的位移之差是恒量，故x3－x2＝x2－x1；c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，即vc＝x2＋x32×5t＝x2＋x310t.考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向1－1.“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带．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解析试题答案C研考向考点探究考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向研考向考点探究解析试题中间时刻的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．考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向1－2.(2016·佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔________s打一次点．(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．哪个先，哪个后都可以答案A研考向考点探究交流0.02考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62cm，x2＝4.75cm，x3＝5.88cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是____________________________(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是________m/s，小车的加速度是________m/s2.(以上两空小数点后保留两位数字)答案研考向考点探究相邻相等时间内的位移差相等0.531.13考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向研考向考点探究(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．(2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，A正确．(3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时，小车做匀加速直线运动．vC＝x2＋x32T，T＝0.1s可求得vC＝0.53m/s由Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得：a＝1.13m/s2.考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向1－3.在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有________________________________________________________________.(指出错误并改正，遗漏步骤可编上序号G、H、…)A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，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，细绳跨过滑轮，下面吊着适当重的钩码研考向考点探究考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计解析试题见解析答案实验一研究匀变速直线运动理要点上页下页抓基础研考向D．取下纸带E．将平板无滑轮的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动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后按合理顺序填写在横线上________________________．研考向考点探究解析试题考点一实验原理与操作考点二数据处理和误差分析考点三实验创新设计A中应先接通电源，再放开纸带，C中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，D中应先断开电源，使打点计时器停止工作再取下纸带，E属于多余步骤．应补充：G.换上新纸带，重复操作两次．H.断开电源，整理好器材．正确合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H.B、F、C、A、D、G、H答案实验一研究匀变速直线运