2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第一章第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)講義.docx

第4節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)利用打點(diǎn)紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法xaT2。3掌握使用速度時(shí)間圖像求加速度的方法。4掌握使用逐差法計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1實(shí)驗(yàn)原理圖2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6 V以下交流電源。(2)電火花計(jì)時(shí)器：220 V交流電源。(3)當(dāng)所用交流電源的頻率f50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)。若交流電的頻率變化，對(duì)應(yīng)打點(diǎn)時(shí)間間隔也會(huì)發(fā)生變化。3處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意“每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”取點(diǎn)方法是一樣的，時(shí)間間隔均為0.1 s。4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷(1)若物體在連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移之差x為一恒量，即xaT2，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(2)利用“平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動(dòng)的vt圖像，若圖像是一條傾斜的直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。5由紙帶計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vn來計(jì)算。6利用紙帶求物體加速度的兩種方法(1)逐差法根據(jù)x4x1x5x2x6x33aT2(T為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即，即為物體的加速度。在數(shù)據(jù)處理時(shí)可以對(duì)紙帶重新分段，把6段距離分為“前三”和“后三”，“后三”減“前三”也為相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差，時(shí)間間隔為3T。(2)圖像法利用vn求出打各點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，然后作出vt圖像，用vt圖像的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。三、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙。部分器材用途鉤碼通過細(xì)繩跨過定滑輪拖拽小車加速運(yùn)動(dòng)紙帶記錄小車在每次打點(diǎn)間隔時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況刻度尺用于測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離四、實(shí)驗(yàn)步驟1按實(shí)驗(yàn)原理圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源。2把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下端掛適量的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面。3把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源、后放開小車。4小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶。5換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。五、數(shù)據(jù)處理1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖像。(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)。(2)作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖線，它是一條傾斜的直線，如圖所示。2由實(shí)驗(yàn)得出的vt圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。(1)直接分析圖像的特點(diǎn)得出。小車運(yùn)動(dòng)的vt圖像是一條傾斜的直線，如圖所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值t時(shí)，速度也會(huì)增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時(shí)間均勻變化。(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得出。既然小車的vt圖像是一條傾斜的直線，那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為vktb，顯然v與t呈線性關(guān)系，小車的速度隨時(shí)間均勻變化。3用xaT2對(duì)紙帶進(jìn)行分段，計(jì)算加速度。若紙帶上計(jì)數(shù)段為偶數(shù)，直接分為前后兩段計(jì)算，若紙帶計(jì)數(shù)段為奇數(shù)，可以舍掉首段或中間一段進(jìn)行計(jì)算。六、誤差分析1根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差。2電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相等。3紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測(cè)量誤差。4用作圖法，作出的vt圖像并不是一條直線。5木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測(cè)量得到的加速度只能是所測(cè)量段的平均加速度。七、注意事項(xiàng)1平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行。2兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶。3防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。4紙帶選?。哼x擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。5準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫坐標(biāo)軸選取合適的單位(避免所描點(diǎn)過密或過疏而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)?；A(chǔ)考法考法(一)實(shí)驗(yàn)原理與操作1(1)某同學(xué)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源為_。A220 V的交流電B6 V以下的交流電C220 V的直流電 D6 V以下的直流電(2)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，打出的紙帶如圖所示，則可大致判斷小車做_(選填“勻速”或“勻變速”)直線運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)開；計(jì)算小車的加速度大小a_ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源為6 V以下的交流電，選項(xiàng)B正確。(2)根據(jù)打出的紙帶中兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差恒定，可大致判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。利用xaT2，T50.02 s0.1 s，可得小車的加速度大小a0.30 m/s2。答案：(1)B(2)勻變速兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差恒定0.302在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)時(shí)，某同學(xué)用一端裝有定滑輪的長木板、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(頻率為50 Hz)、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖甲所示的裝置，用鉤碼拉動(dòng)小車，使其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得到如圖乙所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出。(1)某同學(xué)操作實(shí)驗(yàn)步驟如下，有錯(cuò)誤或不需要的步驟是_(填寫字母)。A將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上，并連接好電路B將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔C適當(dāng)抬高長木板的左端，在不掛鉤碼的情況下，輕推小車，小車能勻速運(yùn)動(dòng)D把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼E將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處F先釋放紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)用毫米刻度尺測(cè)量得到圖乙中A點(diǎn)與其他計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離為：AB3.00 cm、AC10.16 cm、AD21.48 cm、AE36.95 cm，則打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_ m/s；小車的加速度為_ m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)其中不需要的步驟是C，本實(shí)驗(yàn)研究的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，是否存在摩擦阻力，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，只要加速度恒定即可；錯(cuò)誤的步驟是F，實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能先釋放紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，所以應(yīng)該先接通電源，再釋放紙帶。(2)由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，所以相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。簐D102 m/s1.34 m/s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式xaT2，可以求出加速度的大小，解得：a102 m/s24.16 m/s2。答案：(1)CF(2)1.344.16考法(二)數(shù)據(jù)處理與誤差分析3(2018全國卷)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺子的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺子)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺子。(2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為_(用L、L1和g表示)。(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間9.80 m/s2，L30.0 cm，L110.4 cm。乙的反應(yīng)時(shí)間為_s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：_。解析：(2)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，得LL1gt2，解得t 。(3)將g9.80 m/s2，L30.0 cm0.300 m，L110.4 cm0.104 m，代入t ，解得t0.20 s。(4)建議：多次測(cè)量取平均值；初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子。答案：(2) (3)0.20(4)多次測(cè)量取平均值；初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子4某次“測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，得到了一條較為理想的紙帶。紙帶上取5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，且兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1 s，依打點(diǎn)先后標(biāo)為0、1、2、3、4，由于不小心，紙帶被撕斷了，其中部分紙帶如圖所示。(1)在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是_(填字母)。紙帶A上，打點(diǎn)1時(shí)重物的速度為_ m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開 m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)如果當(dāng)時(shí)交流電的頻率f 50 Hz，但當(dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么測(cè)得的重力加速度值與真實(shí)值相比_(選填“偏大”“相等”或“偏小”)。解析：(1)因xx12x01，代入數(shù)值得x9 cm，所以x34x122x57.2 cm，即從紙帶A上撕下的那段應(yīng)為C。因做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，所以v1，代入數(shù)值得v13.47 m/s。由xaT2得，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮9.00 m/s2。(2)如果在實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率f50 Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式xaT2得，仍用f50 Hz計(jì)算得到的重力加速度值會(huì)偏小，即測(cè)量的重力加速度值與真實(shí)的重力加速度值相比偏小。答案：(1)C3.479.00(2)偏小5(2018北京高考)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。圖1主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：a安裝好實(shí)驗(yàn)器材，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。b選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t0)，然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F、所示。圖2c通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E、點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5、d以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。圖3結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有_和_(填選項(xiàng)前的字母)。A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C刻度尺D秒表E天平(含砝碼)(2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出vt圖像。(3)觀察vt圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是_。vt圖像斜率的物理意義是_。(4)描繪vt圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)t的要求是_(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的x大小與速度測(cè)量的誤差_(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。(5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想。圖4請(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的。解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故選A，不選B；相鄰打點(diǎn)間的時(shí)間是已知的，故不選D；計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離需要用刻度尺測(cè)量，故選C；由于不需要知道小車和重物的質(zhì)量，故不需要天平(含砝碼)，故不選E。(2)連線時(shí)要讓盡量多的點(diǎn)在一條直線上，如圖所示。(3)可以依據(jù)vt圖像是傾斜的直線(斜率一定)，即小車的速度隨時(shí)間均勻變化，判斷出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；vt圖像的斜率表示加速度。(4)嚴(yán)格地講，表示的是t內(nèi)的平均速度，只有當(dāng)t趨近于0時(shí)，才表示瞬時(shí)速度，因此若用表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，對(duì)t的要求是越小越好；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的x越小，用計(jì)算得到的平均速度越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但x過小，測(cè)量誤差增大，因此選取的x大小與速度測(cè)量的誤差有關(guān)。(5)如果小球的初速度為0，其速度vt，那么它通過的位移xt，故推出xt2。因此，只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。答案：(1)AC(2)圖見解析(3)小車的速度隨時(shí)間均勻變化加速度(4)越小越好有關(guān)(5)如果小球的初速度為0，其速度vt，那么它通過的位移xt2。因此，只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。例1(2017全國卷)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是_(選填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為_ m/s，加速度大小為_ m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)三步穩(wěn)解題1分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯縿蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，測(cè)小車的速度和加速度。2確定實(shí)驗(yàn)原理(1)速度測(cè)量原理：一段時(shí)間內(nèi)物體的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即v。(2)加速度測(cè)量原理：用逐差法求加速度，即a。3制定數(shù)據(jù)處理方案：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，需要測(cè)量的物理量有位移(題中已給出)、時(shí)間。測(cè)時(shí)間的方案是“滴水法”：每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，有45個(gè)時(shí)間間隔，T s s。解析(1)由于小車在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)必然受到阻力作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰水滴(時(shí)間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小，所以由題圖(b)可知，小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)的。(2)滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，其滴水的時(shí)間間隔為T s s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可得小車運(yùn)動(dòng)到題圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為vA m/s0.19 m/s。根據(jù)逐差法，共有5組數(shù)據(jù)，舍去中間的一組數(shù)據(jù)，則加速度a m/s20.038 m/s2。因此加速度的大小為0.038 m/s2答案(1)從右向左(2)0.190.038例2(2017全國卷)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下：如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間t；用s表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長度如圖(b)所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的t時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟、；多次重復(fù)步驟；利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出t圖，如圖(c)所示。完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則與vA、a和t的關(guān)系式為_。(2)由圖(c)可求得，vA_ cm/s，a_ cm/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)三步穩(wěn)解題1分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯课矬w的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系，測(cè)瞬時(shí)速度和加速度。2確定實(shí)驗(yàn)原理(速度測(cè)量原理)：擋光片經(jīng)過光電門過程的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即：vAa。3制定數(shù)據(jù)處理方案：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得出圖線與軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)大小即為vA，圖線的斜率k。解析(1)是t時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，vA為t時(shí)間內(nèi)的初速度，根據(jù)速度公式得vAavAt。(2)由vAat結(jié)合題圖(c)可知，圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為vA，將圖線延長與縱軸相交，得vA52.1 cm/s，圖線的斜率等于a，即a cm/s2，求得a16.3 cm/s2。答案(1)vAt(2)52.116.3創(chuàng)新領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理的創(chuàng)新1.滑塊在斜面上靠下滑力與摩擦力的合力獲得加速度。2.擋光片經(jīng)過光電門的平均速度作為滑塊速度。3.平均速度的大小與擋光片的長度有關(guān)。 1.物塊在斜面上靠下滑力與摩擦力的合力獲得加速度。2.由紙帶確定物塊的加速度。3.結(jié)合牛頓第二定律求動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1.用滴水針頭替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶。2.小車在水平桌面上因摩擦做勻減速運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過程的創(chuàng)新1.鐵球靠重力產(chǎn)生加速度。2.鐵球由A到B的時(shí)間可由數(shù)字毫秒表讀出。3.鐵球的加速度由 t圖線分析得出。創(chuàng)新考法1如圖甲為測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置，C為數(shù)字毫秒表，A、B為兩個(gè)相同的光電門，C可以測(cè)量鐵球兩次擋光之間的時(shí)間間隔。開始時(shí)鐵球處于A門的上邊緣，當(dāng)斷開電磁鐵的開關(guān)由靜止釋放鐵球時(shí)，A門開始計(jì)時(shí)，落到B門時(shí)停止計(jì)時(shí)，毫秒表顯示時(shí)間為鐵球通過A、B兩個(gè)光電門的時(shí)間間隔t，測(cè)量A、B間的距離x。現(xiàn)將光電門B緩慢移動(dòng)到不同位置，測(cè)得多組x、t數(shù)值，畫出隨t變化的圖線為直線，如圖乙所示，直線的斜率為k，則由圖線可知，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間_；若某次測(cè)得小球經(jīng)過A、B門的時(shí)間間隔為t0，則可知鐵球經(jīng)過B門時(shí)的速度大小為_，此時(shí)兩光電門間的距離為_。解析：小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)在A點(diǎn)，小球在A點(diǎn)的速度為0，則小球從A到B的過程：xgt2，則gt，可知 t為一次函數(shù)圖像，斜率k，解得：g2k。依據(jù)速度公式，則有：vBgt02kt0；而兩光電門的間距dgt2kt02。答案：2k2kt0kt022.如圖甲所示，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細(xì)線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。起初小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車在重物的牽引下，由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車會(huì)