浙江省高考物理總復習 第1章 實驗一研究勻變速直線運動課件 大綱人教版

實驗一實驗一研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動過程分析導引過程分析導引實驗典例精析實驗典例精析實驗一研究勻變速直線運動實驗一研究勻變速直線運動知識要點歸納知識要點歸納知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練實驗目的實驗目的用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗原理實驗原理一、打點計時器一、打點計時器1作用：計時儀器，每隔作用：計時儀器，每隔0.02 s打一次點打一次點2工作條件工作條件(1)電磁打點計時器：電磁打點計時器：4 V6 V的交流電源的交流電源(2)電火花計時器：電火花計時器：220 V的交流電源的交流電源知識要點歸納知識要點歸納3紙帶上各點的意義紙帶上各點的意義(1)表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置(2)通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況物體的運動情況2沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間T內(nèi)的位移分內(nèi)的位移分別為別為x1，x2，x3，x4，若，若xx2x1x3x2x4x3，則說明物體在做勻變速直線運動，且，則說明物體在做勻變速直線運動，且xaT2.圖圖1413“圖象法圖象法”求加速度求加速度即由即由“平均速度法平均速度法”求出多個點的速度，畫求出多個點的速度，畫出出vt圖，直線的斜率即表示加速度圖，直線的斜率即表示加速度實驗器材實驗器材打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪的長木打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、電源板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、電源一、實驗步驟一、實驗步驟1把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路的一端，連接好電路過程分析導引過程分析導引2把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面實驗裝置見圖的一端固定在小車的后面實驗裝置見圖142，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行圖圖1423把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次三次4從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標明確定好計數(shù)始點，并標明0、1、2、3、4、，測，測量各計數(shù)點到量各計數(shù)點到0點的距離點的距離x，并記錄填入表中，并記錄填入表中.5.計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3、.6利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入上面的表格中的瞬時速度，填入上面的表格中7增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗2vt圖象法圖象法(1)由實驗數(shù)據(jù)得出由實驗數(shù)據(jù)得出vt圖象圖象根據(jù)表格中的根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系中仔細描在平面直角坐標系中仔細描點，如圖點，如圖143可以看到，可以看到，對于每次實驗，描出幾個點對于每次實驗，描出幾個點都大致落在一條直線上都大致落在一條直線上圖圖143做一條直線，使同一次實驗得到的各做一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應均勻分布在直線的兩側(cè)，這條的點，應均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實驗的直線就是本次實驗的vt圖象，它是一條圖象，它是一條傾斜的直線傾斜的直線(2)由實驗得出的由實驗得出的vt圖象進一步得出小車運圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律動的速度隨時間變化的規(guī)律有兩條途徑進行分析：有兩條途徑進行分析：小車運動的小車運動的vt圖象圖象是一條傾斜的直線如圖是一條傾斜的直線如圖144，當時間增加，當時間增加相同的值相同的值t，速度也會，速度也會增加相同的值增加相同的值v，由此，由此得出結論：小車的速度得出結論：小車的速度隨時間均勻變化隨時間均勻變化圖圖144既然小車的既然小車的vt圖象是一條傾斜的直線，圖象是一條傾斜的直線，那么那么v隨隨t變化的函數(shù)關系式為變化的函數(shù)關系式為vktb，所以小車的速度隨時間均勻變化所以小車的速度隨時間均勻變化三、注意事項三、注意事項1交流電源的電壓及頻率要符合要求交流電源的電壓及頻率要符合要求2實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調(diào)節(jié)振針的高度和更換復寫紙時要調(diào)節(jié)振針的高度和更換復寫紙3開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器4先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源小車停止運動時及時斷開電源5要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它達滑輪前及時用手按住它6牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜點為宜7要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為隔為T0.025 s0.1 s.8要多測幾組，盡量減小誤差要多測幾組，盡量減小誤差9描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點的單位，用細鉛筆認真描點四、兩種打點計時器的比較四、兩種打點計時器的比較打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其種類主要有電磁打點計時器和電火花計時其種類主要有電磁打點計時器和電火花計時器紙帶上的點表示和紙帶相連的運動物體器紙帶上的點表示和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上各點之間的在不同時刻的位置，研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況間隔，可以判斷物體的運動情況.類型類型比較比較電磁打點計時器電磁打點計時器電火花計時器電火花計時器所用電源所用電源46 V低壓交流低壓交流220 V交流交流打點方式打點方式振針打點振針打點電火花打點電火花打點時間間隔時間間隔每隔每隔0.02 s打一次點打一次點每隔每隔0.02 s打一次打一次點點實驗誤差實驗誤差振針和紙帶接觸會影振針和紙帶接觸會影響紙帶運動，誤差較響紙帶運動，誤差較大大火花放電不會影火花放電不會影響紙帶運動，誤響紙帶運動，誤差較小差較小 在做在做“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗時，為的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：前面的字母填在橫線上：_A把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面伸出桌面B把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路連接好電路實驗典例精析實驗典例精析對實驗操作步驟的考查對實驗操作步驟的考查C再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面小車的后面E把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次次【解析解析】在實驗中要盡可能地保證小車做勻變速在實驗中要盡可能地保證小車做勻變速直線運動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小直線運動，同時也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運動情況，既要減小運動誤差也要減小紙帶的車的運動情況，既要減小運動誤差也要減小紙帶的分析誤差其中分析誤差其中E項中的電源應采用交流電，而不項中的電源應采用交流電，而不是直流電是直流電【答案答案】ABCDFG (2011年湖北黃岡中學質(zhì)量檢測年湖北黃岡中學質(zhì)量檢測)在做在做“研究研究勻變速直線運動勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7個計數(shù)點個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個個計時器打下的點，圖計時器打下的點，圖145中沒有畫出中沒有畫出)，打點計，打點計時器接的是時器接的是220 V、50Hz 的交變電流，已知的交變電流，已知x11.00 cm、x21.40 cm、x31.80 cm、x42.20 cm、x52.60 cm、x63.00 cm.利用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)利用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)圖圖145根據(jù)以上結果，計算出該物體的加速度為根據(jù)以上結果，計算出該物體的加速度為a_ m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字結果保留兩位有效數(shù)字)【答案答案】0.40 (2011年效實中學高三月考年效實中學高三月考)某同學在某同學在“研研究勻變速直線運動究勻變速直線運動”的實驗中，用打點計時器記的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出定出A、B、C、D、E、F、G共共7個計數(shù)點，其個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖相鄰點間的距離如圖146所示，每兩個相鄰所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10 s.用用vt圖象處理實驗數(shù)據(jù)圖象處理實驗數(shù)據(jù)圖圖146(1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算打下試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填在下面的橫線上速度值填在下面的橫線上(要求保留三位有效數(shù)要求保留三位有效數(shù)字字)vB_m/s，vC_m/s，vD_m/s，vE_m/s，vF_m/s.(2)將將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在如各個時刻的瞬時速度標在如圖圖147所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線度隨時間變化的關系圖線圖圖147(3)根據(jù)第根據(jù)第(2)問中畫出問中畫出vt圖線，求出小車運動的加圖線，求出小車運動的加速度為速度為_m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字結果保留兩位有效數(shù)字)(2)vt圖線如圖圖線如圖148所示所示圖圖148【答案答案】(1)0.4000.4790.5600.6400.721(2)如圖如圖148所示所示(3)0.80(0.780.82均可均可)