【创新设计】高考总复习物理：实验1研究匀变速直线运动

结束放映返回目录第1页1.刻度尺的读数探究高考命题视角拓展创新热点突破2.纸带数据处理本讲概要必修一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视频展台第一章运动的描述匀变速直线运动的研究备选多媒体动画1.路程与位移的含义2.沿直线运动的物体的位置与位移3.物体做不同运动通过的路程与位移4.速度变化快慢的比较(1)5.速度变化快慢的比较(2)6.模拟打点计时器7.打点计时器的原理及构造8.实验：探究小车启动时速度变化的规律9.匀变速直线运动的加速度10.物体沿直线的加速11.物体沿直线的减速12.匀变速直线运动的特点13.牛顿管实验14.下落对比试验15.自由落体频闪照片的拍摄16.自由落体频闪照片分析结束放映返回目录第2页热点一刻度尺的读数【典例1】如图所示，用毫米刻度尺测量纸带中的计数点0、1之间的距离为____________mm，0、2之间的距离为_____mm，2、3之间的距离为________mm.解析毫米刻度尺的最小刻度为1mm，读数时要估读到毫米的下一位．计数点0、1之间的距离为8.9mm(9.0mm也可)，若读成8.90mm或9mm都是错误的；0、2之间的距离为19.5mm，2、3之间的距离为12.5mm(32.0mm－19.5mm)．答案8.9(9.0也可)19.512.58.9(9.0也可)12.519.5最小刻度解析/显隐结束放映返回目录第3页规律方法刻度尺的读数应注意(1)刻度尺读数时:要使刻度线紧贴被测物体，眼睛正对刻度线读数．(2)毫米刻度尺的精确度为1mm.读数时要估读到最小刻度的下一位．请完成对应本典例的“跟踪短训”结束放映返回目录第4页热点二纸带数据处理【典例2】[2013·广东卷，34(1)]研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.①部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：__________(用字母填写)．②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝______s.③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝_____________.④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝__________________________.DCBA0.1(S4+S5)/2T[(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)]/9T2点击放大可求计数点间时间间隔用逐差法求加速度结束放映返回目录第5页解析①实验步骤的正确顺序是D、C、B、A.②电源的工作频率f＝50Hz，所以打点周期T0＝1f＝150s＝0.02s，相邻两计数点的时间间隔T＝5T0＝0.1s.③计数点5对应的瞬时速度等于计数点4、6间的平均速度，故v5＝s4＋s52T.④为了减小误差，计算小车的加速度利用逐差法，即s4－s1＝3a1T2，s5－s2＝3a2T2，s6－s3＝3a3T2，a＝a1＋a2＋a33＝s6＋s5＋s4－s3＋s2＋s19T2.答案①DCBA②0.1③s4＋s52T④s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s39T2本题是研究小车做匀变速直线运动的实验，根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度及利用逐差法求加速度解决问题．结束放映返回目录第6页规律方法利用纸带判定物体的运动性质在相邻相等时间间隔内，在实验误差允许的范围内：(1)若x1=x2=x3…，可判定物体做匀速直线运动.(2)若x2－x1=x3－x2=x4－x3…，可判定物体做匀变速直线运动.解答纸带类问题的常见错误(1)没有注意相邻计数点间有几个点未画出,误认为T＝0.02s.(2)没有进行单位换算，所给图中各数据的单位通常都是cm，应当换算为m.结束放映返回目录第7页计数点间距离的给定有两种：(1)相邻点间距离(2)各计数点到O点的距离处理方式如右框图所示:各计数点到O点的距离x相邻点间的距离d判断运动性质求瞬时速度请完成对应本典例的“跟踪短训”结束放映返回目录第8页探究高考命题视角视角1实验器材的改进为了保证小车真正做匀加速直线运动①用气垫导轨――→替代长木板②用频闪照相或光电计时器――→替代打点计时器视角2在新情景下完善实验步骤及数据分析高考命题以本实验为背景改变实验条件改变实验仪器不脱离教材而又不拘泥教材,具有开放性、探究性等特点.结束放映返回目录第9页【典例3】(2013·江苏卷·11)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落……这样,就可测出多个小球下落的总时间.点击放大(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法．(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt，这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响？请推导说明．点击开始(1)在实验中，下列做法正确的有_______.A.电路中的电源只能选用交流电源B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H＝1.980m,10个小球下落的总时间T＝6.5s.可求出重力加速度g＝_______m/s2.(结果保留两位有效数字)BD9.4转解析结束放映返回目录第10页解析根据自由落体运动的规律h＝12gt2解决问题．(1)若电源选用直流电源,电磁铁可正常工作,选项A错误:实验时小球要撞击M断开电源，因此M应在电磁铁的正下方,选项B正确;小球下落的高度为电磁铁下端到M的竖直距离与小球直径的差,选项C错误;根据H＝12gt2，t可利用累积法,即从手动敲击M的同时开始计时,测量出落下n个小球的时间T,则一个小球下落时间t＝Tn，选项D正确.(2)根据H＝12gt2和t＝Tn，解得g＝2Ht2＝2n2HT2＝2×102×1.9806.52m/s2≈9.4m/s2.(3)要减小实验误差，可以适当增大小球下落的高度，并多次测量取平均值．(4)根据题意，小球从H1、H2高处落下需要的时间t1＝T1n－Δt和t2＝T2n－Δt，根据H＝12gt2得H1＝12gT1n－Δt2和H2＝12gT2n－Δt2解得g＝2n2H1－H22T1－T22，因此可以消除Δt的影响．答案(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值．(其他答案只要合理也可)(4)可以消除Δt对实验结果的影响，推导过程见解析后续答案请完成对应典例3后的“探究跟踪”转原题