第3講.實(shí)驗(yàn)1：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)-知識(shí)講解

同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·實(shí)驗(yàn)1探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)Pageof6

第3講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)2012015年高考怎么考考點(diǎn)解讀2011年2012年2013年2014年18、21、23題22、23、24題知識(shí)講練知識(shí)講練實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。 2．學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度實(shí)驗(yàn)原理 1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。 2．由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2……為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，、、……為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 3．由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出、、，再算出、、的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用v-t圖法：即先根據(jù)求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材： 小車(chē)，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟： 1．把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。 2．把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車(chē)能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車(chē)的后面。 3．把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注意事項(xiàng)： 1．紙帶打完后及時(shí)斷開(kāi)電源。 2．小車(chē)的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7～8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 3．應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。 4．不要分段測(cè)量各段位移，統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。 5．小車(chē)另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，避免因速度過(guò)大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者速度太小，使紙帶上的點(diǎn)過(guò)于密集．某同學(xué)在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz，在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，他把某一點(diǎn)記作O，再選依次相鄰的6個(gè)點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，分別標(biāo)以A、B、C、D、E和F，如圖所示．（1）如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)相距2.70cm，D、E兩點(diǎn)相距2.90cm，則在打D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是__________________m/s.（2）該同學(xué)分別算出打各點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度，然后根據(jù)數(shù)據(jù)在v－t坐標(biāo)系中描點(diǎn)（如圖所示），由此可求得小車(chē)的加速度a＝________m/s2.在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下，其中錯(cuò)誤的步驟有____．A．拉住紙帶，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處先放開(kāi)紙帶，再接通電源B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電源C．把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面掛上合適的鉤碼D．取下紙帶E．將平板一端抬高，輕推小車(chē)，使小車(chē)能在平板上做加速運(yùn)動(dòng)F．將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔G．__________________________________________________________將以上步驟完善并填寫(xiě)在橫線上（遺漏的步驟可編上序號(hào)G、H……）；實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序?yàn)椋篲_______________.如圖6是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶．圖6（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)_______．（2）ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x＝________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是______（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．課堂總結(jié)課堂總結(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔______打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2……為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，、、……為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若__________________恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出_________________________________，再算出____________________即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用v-t圖法：即先根據(jù)求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材：小車(chē)，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，__________，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟：把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車(chē)能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車(chē)的后面。把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先____________，再____________，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注意事項(xiàng)：紙帶打完后及時(shí)____________。小車(chē)的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7～8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打