研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)課件

實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)全國名校高三物理優(yōu)質(zhì)專題、學(xué)案匯編（附詳解）實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)全國名校高三物理優(yōu)質(zhì)專題、學(xué)案匯編-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)會(huì)通過紙帶上的點(diǎn)研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。二、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)寫紙片。-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3-三、實(shí)驗(yàn)原理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理2.用“平均速度法”求速度-3-三、實(shí)驗(yàn)原理2.用“平均速度法”求速度-4-3.加速度的求解方法

(2)圖象法:v-t圖象的斜率即為加速度。

-4-3.加速度的求解方法(2)圖象法:v-t圖象的斜率即-5-四、實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置2.如圖所示把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩繞過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開小車。換上新紙帶,重復(fù)三次。-5-四、實(shí)驗(yàn)步驟-6-五、數(shù)據(jù)處理1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象(1)選擇一條比較理想的紙帶,確定好計(jì)數(shù)點(diǎn)。(2)求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入表格中。(3)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(4)根據(jù)描點(diǎn)作一條直線。-6-五、數(shù)據(jù)處理-7-2.小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律(1)小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線,如圖所示,可以得出結(jié)論:小車的速度隨時(shí)間均勻變化。(2)既然小車的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么小車的速度隨時(shí)間均勻變化。-7-2.小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-8-六、注意事項(xiàng)1.平行:紙帶、細(xì)繩要和長木板平行。2.靠近:釋放小車前,應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。3.先后順序:實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,后釋放小車;一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先斷開電源,后取下紙帶。4.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),防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞。5.準(zhǔn)確作圖。七、誤差分析1.紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦不均勻,打點(diǎn)不穩(wěn)定引起誤差。2.計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量有偶然誤差。3.作圖有誤差。-8-六、注意事項(xiàng)-9-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二教材原型實(shí)驗(yàn)例1(優(yōu)質(zhì)試題·天津卷)某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(1)實(shí)驗(yàn)中,必要的措施是

。

A.細(xì)線必須與長木板平行B.先接通電源再釋放小車C.小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D.平衡小車與長木板間的摩擦力-9-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二教材原型實(shí)驗(yàn)-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。則小車的加速度a=

m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=

m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案:(1)AB

(2)0.80

0.40解析:由于相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,故T=5×0.02

s=0.10

s,思維點(diǎn)撥注意不要把此實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)相混淆;在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量和平衡小車與長木板間的摩擦力,但在此實(shí)驗(yàn)中是不必要的。-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案:(1)AB(2)0.800-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材,即所謂情境新而知識(shí)舊。因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng),用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題。1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)及速度的測(cè)量方法-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二2.獲得加速度方法的改進(jìn)長木板傾斜靠重力獲得加速度,如圖甲、乙所示

靠重物的拉力獲得加速度。-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二2.獲得加速度方法的改進(jìn)-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例2(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅱ)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。-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例2(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅱ)某同學(xué)研究-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)步驟如下:①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;②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Δt;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟②、③;⑤多次重復(fù)步驟④;-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)步驟如下:-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二完成下列填空:(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Δt的關(guān)系式為=

。

(2)由圖(c)可求得,vA=

cm/s,a=

cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

解析:(1)擋光片固定在滑塊上,滑塊和擋光片的速度相等,一起在固定斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二完成下列填空:解析:(1)擋光片固定-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出擋光片通過光電門過程中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,結(jié)合時(shí)間公式求出

與vA、a和Δt的關(guān)系式。(2)結(jié)合

與vA、a和Δt的關(guān)系式,通過圖線的斜率和截距求出vA和加速度的大小。-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例3(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅰ)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30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例3(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅰ)某探究小組-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是

(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2位有效數(shù)字)

答案:(1)從右向左

(2)0.19

0.037解析:(1)輕推小車,由于阻力小車做減速運(yùn)動(dòng),相同時(shí)間內(nèi)位移逐漸減小,故小車由右向左運(yùn)動(dòng)。-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥依據(jù)小車用手輕推一下,則做減速運(yùn)動(dòng),結(jié)合各點(diǎn)間距,即可判定運(yùn)動(dòng)方向;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小。-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥依據(jù)小車用手輕推一下,則做減-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例4在暗室中用如圖所示裝置做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)。

-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例4在暗室中用如圖所示裝置做測(cè)定重力-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根帶熒光刻度的米尺、頻閃儀。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在漏斗內(nèi)盛滿清水,旋松螺絲夾子,水滴會(huì)以一定的頻率一滴滴地落下②用頻閃儀發(fā)出的閃光將水滴流照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴③用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是

。

-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30Hz,某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個(gè)水滴的距離如下圖,根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=

m/s2;第8個(gè)水滴此時(shí)的速度v8=

m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可):

。

-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二提示:頻閃的周期與相鄰兩滴水滴之間的時(shí)間間隔相等。答案:(1)頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率(2)9.72

2.28(3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)解析:實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率;由Δx=gT2和逐差法解得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.72

m/s2;該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有存在空氣阻力,水滴滴落的頻率變化等。思維點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)步驟中“由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴”說明了什么呢?-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二提示:頻閃的周期與相鄰兩滴水滴之間的-26-1.(優(yōu)質(zhì)試題·海南卷)某同學(xué)利用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間的變化。物塊放在桌面上,細(xì)繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端,所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,釋放物塊,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖(b)所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。-26-1.(優(yōu)質(zhì)試題·海南卷)某同學(xué)利用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)-27-根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹣铝袉栴}:(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為

m/s。在打出D點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為

m/s;(保留兩位有效數(shù)字)

(2)物塊的加速度大小為

m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

答案:(1)0.56

0.96

(2)2.0

-27-根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)。-28-2.(優(yōu)質(zhì)試題·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組用圖甲裝置來測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?主要操作如下①安裝實(shí)驗(yàn)器材,調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上;②打開試管夾,由靜止釋放小鐵球,光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在通過兩個(gè)光電門的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,并用刻度尺(圖上未畫出)測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的高度h,計(jì)算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v;③保持光電門1的位置不變,改變光電門2的位置,重復(fù)②的操作,測(cè)出多組(h,t),計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度v;-28-2.(優(yōu)質(zhì)試題·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組用-29-④畫出v-t圖象。

甲

乙

-29-④畫出v-t圖象。甲-30-請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答如下問題:(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時(shí)的速度為v0,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則小鐵球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為

。(用v0、g和t表示)

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上畫出v-t圖象。

-30-請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答如下問題:請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上畫出v-t-31-(3)根據(jù)v-t圖象,可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=

m/s2,試管夾到光電門1的距離約為

cm。(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)-31-(3)根據(jù)v-t圖象,可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=-32-答案:(1)v=v0+

gt

(2)見解析(3)9.7

6.0

解析:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可得v=v0+

gt。(2)描點(diǎn)畫圖,如圖所示。-32-答案:(1)v=v0+gt(2)見解析(-33--33--34-3.(優(yōu)質(zhì)試題·山東泰安月考)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示。拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度g取9.80m/s2。單位:cm根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:(1)物塊的加速度a=

m/s2(保留3位有效數(shù)字)。

(2)因?yàn)?/p>

,可知斜面是粗糙的。-34-3.(優(yōu)質(zhì)試題·山東泰安月考)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究-35-答案:(1)4.30

(2)物塊的加速度小于g

=5.88m/s2(或物塊的加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)解析:(1)頻閃照相中相鄰影像點(diǎn)的時(shí)間間隔相等,利用逐差法求物-35-答案:(1)4.30(2)物塊的加速度小于g-36-4.(優(yōu)質(zhì)試題·河南新鄉(xiāng)月考)某學(xué)習(xí)小組在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來測(cè)滑塊的加速度,由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門之間的距離L,窄遮光板的寬度為d,窄遮光板依次通過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為t1、t2。-36-4.(優(yōu)質(zhì)試題·河南新鄉(xiāng)月考)某學(xué)習(xí)小組在研究勻變速-37-(1)通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度分別為v1=

,v2=

。在計(jì)算瞬時(shí)速度時(shí)應(yīng)用的物理方法是

(選填“極限法”“微元法”或“控制變量法”)。

(2)滑塊的加速度可以表示為a=

(用題中所給物理量表示)。

-37-(1)通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度分別為v1=,-38-解析:(1)由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短,可以用平均速度表示瞬時(shí)速度。當(dāng)時(shí)間極短時(shí),某段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時(shí)速度,該思想是極限的思想方法。-38-解析:(1)由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短,可以用平-39-5.(優(yōu)質(zhì)試題·遼寧沈陽期中)某人用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。安裝調(diào)整好實(shí)驗(yàn)器材后,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn),重復(fù)幾次,選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,從便于測(cè)量的點(diǎn)開始,取幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中a,b,c,d,e點(diǎn)。測(cè)出x1、x2、x3、x4。-39-5.(優(yōu)質(zhì)試題·遼寧沈陽期中)某人用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)-40-結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù):(1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列器材中,必須使用的有

(填選項(xiàng)前字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.秒表D.刻度尺E.天平F.重錘G.彈簧測(cè)力計(jì)-40-結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù):-41-(2)實(shí)驗(yàn)操作中,下列合理選項(xiàng)是(

)A.先通電,后釋放小車B.先釋放小車,后通電C.本實(shí)驗(yàn)需要墊高長木板一端以平衡摩擦力D.本實(shí)驗(yàn)不需要墊高長木板一端以平衡摩擦力(3)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng),所得紙帶如圖乙所示,則x1、x2、x3的關(guān)系是

,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源頻率為50Hz,刻度尺測(cè)得相鄰各點(diǎn)間的距離為x1=3.62cm,x2=4.75cm,x3=5.88cm,x4=7.01cm,小車的加速度是

m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(4)如果實(shí)際電源頻率低于50Hz,則加速度的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際

(選填“偏大”“不影響”或“偏小”)。-41-(2)實(shí)驗(yàn)操作中,下列合理選項(xiàng)是()-42-答案:(1)AD

(2)AD

(3)x2-x1=x3-x2

(4)1.13m/s2

(5)偏大解析:(1)本實(shí)驗(yàn)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,那么就應(yīng)該配備交流電源,這樣才可以在紙帶上周期性的打點(diǎn),又因?yàn)橐獪y(cè)量兩點(diǎn)之間的距離,所以還會(huì)用到測(cè)量工具即刻度尺,所以選AD;(2)為了充分合理利用紙帶,應(yīng)該先打開電源,然后再釋放小車,因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),只要運(yùn)動(dòng)中加速度恒定即可,所以沒有必要平衡摩擦力,故選AD;-42-答案:(1)AD(2)AD(3)x2-x1=x3實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)全國名校高三物理優(yōu)質(zhì)專題、學(xué)案匯編（附詳解）實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)全國名校高三物理優(yōu)質(zhì)專題、學(xué)案匯編-44-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)會(huì)通過紙帶上的點(diǎn)研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。二、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)寫紙片。-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?45-三、實(shí)驗(yàn)原理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理2.用“平均速度法”求速度-3-三、實(shí)驗(yàn)原理2.用“平均速度法”求速度-46-3.加速度的求解方法

(2)圖象法:v-t圖象的斜率即為加速度。

-4-3.加速度的求解方法(2)圖象法:v-t圖象的斜率即-47-四、實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置2.如圖所示把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩繞過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開小車。換上新紙帶,重復(fù)三次。-5-四、實(shí)驗(yàn)步驟-48-五、數(shù)據(jù)處理1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象(1)選擇一條比較理想的紙帶,確定好計(jì)數(shù)點(diǎn)。(2)求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入表格中。(3)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(4)根據(jù)描點(diǎn)作一條直線。-6-五、數(shù)據(jù)處理-49-2.小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律(1)小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線,如圖所示,可以得出結(jié)論:小車的速度隨時(shí)間均勻變化。(2)既然小車的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么小車的速度隨時(shí)間均勻變化。-7-2.小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-50-六、注意事項(xiàng)1.平行:紙帶、細(xì)繩要和長木板平行。2.靠近:釋放小車前,應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。3.先后順序:實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,后釋放小車;一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先斷開電源,后取下紙帶。4.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),防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞。5.準(zhǔn)確作圖。七、誤差分析1.紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦不均勻,打點(diǎn)不穩(wěn)定引起誤差。2.計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量有偶然誤差。3.作圖有誤差。-8-六、注意事項(xiàng)-51-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二教材原型實(shí)驗(yàn)例1(優(yōu)質(zhì)試題·天津卷)某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(1)實(shí)驗(yàn)中,必要的措施是

。

A.細(xì)線必須與長木板平行B.先接通電源再釋放小車C.小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D.平衡小車與長木板間的摩擦力-9-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二教材原型實(shí)驗(yàn)-52-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。則小車的加速度a=

m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=

m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為-53-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案:(1)AB

(2)0.80

0.40解析:由于相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,故T=5×0.02

s=0.10

s,思維點(diǎn)撥注意不要把此實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)相混淆;在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量和平衡小車與長木板間的摩擦力,但在此實(shí)驗(yàn)中是不必要的。-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案:(1)AB(2)0.800-54-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材,即所謂情境新而知識(shí)舊。因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng),用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題。1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)及速度的測(cè)量方法-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)-55-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二2.獲得加速度方法的改進(jìn)長木板傾斜靠重力獲得加速度,如圖甲、乙所示

靠重物的拉力獲得加速度。-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二2.獲得加速度方法的改進(jìn)-56-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例2(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅱ)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。-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例2(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅱ)某同學(xué)研究-57-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)步驟如下:①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;②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Δt;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟②、③;⑤多次重復(fù)步驟④;-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)步驟如下:-58-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二-59-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二完成下列填空:(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Δt的關(guān)系式為=

。

(2)由圖(c)可求得,vA=

cm/s,a=

cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

解析:(1)擋光片固定在滑塊上,滑塊和擋光片的速度相等,一起在固定斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二完成下列填空:解析:(1)擋光片固定-60-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出擋光片通過光電門過程中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,結(jié)合時(shí)間公式求出

與vA、a和Δt的關(guān)系式。(2)結(jié)合

與vA、a和Δt的關(guān)系式,通過圖線的斜率和截距求出vA和加速度的大小。-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速-61-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例3(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅰ)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30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例3(優(yōu)質(zhì)試題·全國卷Ⅰ)某探究小組-62-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是

(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2位有效數(shù)字)

答案:(1)從右向左

(2)0.19

0.037解析:(1)輕推小車,由于阻力小車做減速運(yùn)動(dòng),相同時(shí)間內(nèi)位移逐漸減小,故小車由右向左運(yùn)動(dòng)。-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是-63-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥依據(jù)小車用手輕推一下,則做減速運(yùn)動(dòng),結(jié)合各點(diǎn)間距,即可判定運(yùn)動(dòng)方向;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小。-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二思維點(diǎn)撥依據(jù)小車用手輕推一下,則做減-64-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例4在暗室中用如圖所示裝置做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)。

-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二例4在暗室中用如圖所示裝置做測(cè)定重力-65-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根帶熒光刻度的米尺、頻閃儀。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在漏斗內(nèi)盛滿清水,旋松螺絲夾子,水滴會(huì)以一定的頻率一滴滴地落下②用頻閃儀發(fā)出的閃光將水滴流照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴③用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是

。

-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴-66-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30Hz,某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個(gè)水滴的距離如下圖,根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=

m/s2;第8個(gè)水滴此時(shí)的速度v8=

m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可):

。

-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)-67-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二提示:頻閃的周期與相鄰兩滴水滴之間的時(shí)間間隔相等。答案:(1)頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率(2)9.72

2.28(3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)解析:實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率;由Δx=gT2和逐差法解得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.72

m/s2;該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有存在空氣阻力,水滴滴落的頻率變化等。思維點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)步驟中“由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴”說明了什么呢?-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二提示:頻閃的周期與相鄰兩滴水滴之間的-68-1.(優(yōu)質(zhì)試題·海南卷)某同學(xué)利用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間的變化。物塊放在桌面上,細(xì)繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端,所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,釋放物塊,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖(b)所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。-26-1.(優(yōu)質(zhì)試題·海南卷)某同學(xué)利用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)-69-根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹣铝袉栴}:(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為

m/s。在打出D點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為

m/s;(保留兩位有效數(shù)字)

(2)物塊的加速度大小為

m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

答案:(1)0.56

0.96

(2)2.0

-27-根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)。-70-2.(優(yōu)質(zhì)試題·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組用圖甲裝置來測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?主要操作如下①安裝實(shí)驗(yàn)器材,調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上;②打開試管夾,由靜止釋放小鐵球,光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在通過兩個(gè)光電門的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,并用刻度尺(圖上未畫出)測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的高度h,計(jì)算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v;③保持光電門1的位置不變,改變光電門2的位置,重復(fù)②的操作,測(cè)出多組(h,t),計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度v;-28-2.(優(yōu)質(zhì)試題·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組用-71-④畫出v-t圖象。

甲

乙

-29-④畫出v-t圖象。甲-72-請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答如下問題:(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時(shí)的速度為v0,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則小鐵球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為

。(用v0、g和t表示)

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上畫出v-t圖象。

-30-請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答如下問題:請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上畫出v-t-73-(3)根據(jù)v-t圖象,可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=

m/s2,試管夾到光電門1的距離約為

cm。(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)-31-(3)根據(jù)v-t圖象,可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=-74-答案:(1)v=v0+

gt

(2)見解析(3)9.7

6.0

解析:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可得v=v0+

gt。(2)描點(diǎn)畫圖,如圖所示。-32-答案:(1)v=v0+gt(2)見解析(-75--33--76-3.(優(yōu)質(zhì)試題·山東泰安月考)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示。拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度g取9.80m/s2。單位:cm根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:(1)物塊的加速度a=

m/s2(保留3位有效數(shù)字)。

(2)因?yàn)?/p>

,可知斜面是粗糙的。-34-3.(優(yōu)質(zhì)試題·山東泰安月考)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究-77-答案:(1)4.30

(2)物塊的加速度小于g

=5.88m/s2(或物塊的加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)解析:(1)頻閃照相中相鄰影像點(diǎn)的時(shí)間間隔相等,利用逐差法求物-35-答案:(1)4.30(2)物塊的加速度小