（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 實驗1 用打點計時器測速度 實驗2 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律創(chuàng)新學案

《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 實驗1 用打點計時器測速度 實驗2 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律創(chuàng)新學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 實驗1 用打點計時器測速度 實驗2 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律創(chuàng)新學案（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實驗1　用打點計時器測速度(必考) 實驗2　探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(必考) [考綱解讀]　(1)練習正確使用打點計時器。(2)會計算紙帶上各點的瞬時速度。(3)會利用紙帶計算加速度。(4)會用圖象法探究小車速度與時間的關系，并能根據(jù)圖象求加速度。 實驗原理 1. 實驗過程 注意事項 1.平行：紙帶和細繩要和木板平行。 2.兩先兩后：實驗中應先接通電源，后讓小車運動；實驗完畢應先斷開電源，后取紙帶。 3.防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。 4.減小誤差：小車的加速度要適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度

2、大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個計數(shù)點為宜。 5.紙帶選取：選擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點密集部分，適當選取計數(shù)點。 6.準確作圖：在坐標紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏，而導致誤差過大)，仔細描點連線，不能連成折線，應作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點應均勻分布在直線的兩側(cè)。 考點一　平均速度、瞬時速度的計算 根據(jù)紙帶上兩點間的位移Δx和時間Δt，算出紙帶在這兩點的平均速度v＝。在要求不是很高的情況下，可以用這個平均速度粗略的表示物體在經(jīng)過位移Δx內(nèi)某一位置時的瞬時速度。 說明：(1)計時點：打點計時器在紙帶上打出的每個點

3、跡叫做計時點。若用50 Hz的交流電，則兩個相鄰點跡(計時點)的時間間隔為0.02 s。 (2)計數(shù)點：為了方便研究運動規(guī)律，從紙帶上有規(guī)律的選取部分計時點，并加以標號，這些被選取并標號的計時點叫做計數(shù)點。 1.在本節(jié)的實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，各點到A點的距離依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。 根據(jù)學過的知識可以求出小車在B點的速度為vB＝________m/s。CE間的平均速度為________

4、m/s。 解析　相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s 所以vB＝＝ m/s＝0.25 m/s CE＝＝ m/s＝0.45 m/s 答案　0.25　0.45 2.某同學在做“用打點計時器測速度”實驗時，從打下的若干紙帶中選取了點跡清晰的一條，如圖所示。打點計時器的電源頻率為50 Hz。 由這些已知數(shù)據(jù)計算： (1)物體經(jīng)過BD過程的平均速度＝________m/s； (2)與紙帶上C點相對應的瞬時速度v＝________m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字) 解析　相鄰計數(shù)點間的時間間隔是T＝0.02 s，所以BD過程中的平均速度＝＝1.51 m/s；紙帶上的C點相對應的

5、瞬時速度可以用BD過程的平均速度替代，即v＝1.51 m/s。 答案　(1)1.51　(2)1.51考點二　實驗原理與實驗操作 1.如何選取紙帶和計數(shù)點 要選取點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點，然后每5個點取一個計數(shù)點，測量出相鄰計數(shù)點間的距離，利用打下點的紙帶和測量的有關數(shù)據(jù)便可以進行計算。 2.判定物體運動的性質(zhì) 通過研究紙帶上各點之間的間距，可以判斷物體的運動情況。若連續(xù)相鄰相等的時間間隔內(nèi)的位移x1、x2、x3…基本相等，則物體在實驗誤差允許范圍內(nèi)做勻速運動。若Δx＝xm－xn(xm、xn為紙帶上相鄰的兩段位移)基本相等，則物體在實驗誤

6、差允許范圍內(nèi)做勻變速直線運動。 3.由紙帶求物體的運動速度 “平均速度法”求速度：做勻變速直線運動的物體，某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即vn＝。 1.打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，如圖中甲、乙所示是高中物理實驗中常用的兩種，請回答下面的問題。 (1)甲圖是________打點計時器，電源采用的是________。 (2)乙圖是________打點計時器，電源采用的是________。 (3)已知打點計時器所用交流電源的頻率是f，用它記錄一個運動小車的位移，打出的一條紙帶和已選好的計數(shù)點0、1、2、3、4如圖丙所示。某同學測量出1、2兩點

7、間的距離為x12，3、4兩點間的距離為x34，由此可計算出小車在1、2兩點間的平均速度為________；在3、4兩點間的平均速度為________。 解析　打點周期T＝，1、2兩點間和3、4兩點間的時間間隔t＝4T＝，故v12＝＝，v34＝＝。 答案　(1)電磁　4～6 V低壓交流電源　(2)電火花　220 V交流電源　(3)　 2.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學操作以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G、H……) A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源 B.將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C.把一條細繩拴在小車

8、上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼 D.取下紙帶 E.將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動 F.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 (1)所列步驟中有錯誤的是______________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟： _____________________________________________________ _______________

9、_____________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序：________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)步驟A中應先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前應先斷開電源。(2)遺漏的

10、步驟G：換上新紙帶，重復實驗三次。(3)步驟完善后，合理的實驗步驟順序為BFECADG。 答案　(1)A中應先通電，再放紙帶；D中取下紙帶前應先斷開電源 (2)G.換上新紙帶，重復實驗三次 (3)BFECADG 3.在“利用打點計時器測定勻加速直線運動的加速度”實驗中，某同學在打出的紙帶上每五個點取一個計數(shù)點，共取了A、B、C、D、E、F六個點，每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出，如圖甲所示。打點計時器每隔0.02 s打一次點。從每一個計數(shù)點處剪開分成五段(分別叫a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標系中，如圖乙所示，由此可以得到一條表示v－t關系的圖線

11、，從而求出加速度。 (1)若在xOy坐標系中用最簡捷的方法作出能表示v－t關系的圖線，則________軸相當于v軸。 (2)從第一個計數(shù)點開始計時，要想求出0.15 s時刻的瞬時速度，需要測出________段紙帶的長度。 (3)若測得a段紙帶的長度為2.0 cm，e段紙帶的長度為10.0 cm，則加速度為________m/s2。 解析　(1)做勻加速直線運動的物體某段時間的中間時刻速度等于這段時間的平均速度，則y軸相當于v軸。 (2)0.15 s處于BC段的中間時刻，則需求出b段紙帶的長度。 (3)由s5－s1＝4aT2可求出加速度為2 m/s2。 答案　(1)y

12、　(2)b　(3)2 4.某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動。 實驗步驟如下： A.安裝好實驗器材； B.讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點； C.測出x1、x2、x3…。 結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列問題： (1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車，一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有________。(填選項代號) A.電壓合適的50 Hz交流電源　B.電壓可調(diào)的直流電源C

13、.秒表　D.刻度尺　E.天平　F.重錘　G.彈簧測力計　H.滑動變阻器 (2)如果小車做勻加速直線運動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________。 解析　(2)因小車做勻加速直線運動，所以x3－x2＝x2－x1，即2x2＝x1＋x3。c點是bd段的時間中點，則c點的瞬時速度等于該段的平均速度，vc＝。 答案　(1)AD　(2)x3－x2＝x2－x1(或2x2＝x1＋x3)　考點三　描繪v－t圖象 1.用圖象表示速度 物體運動的速度與時間的關系也可以用圖象描述。以速度v為縱軸、時間t

14、為橫軸在方格紙上建立直角坐標系。將實驗中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標系中描點。再用一條平滑的曲線來“擬合”坐標系中描出的點，這條曲線反映了速度v與時間t的關系，如圖所示。 2.實驗中計算加速度的三種方法 (1)v－t圖象法：先根據(jù)勻變速直線運動中，物體在某段 時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即vn＝，求出打第n個點時紙帶的瞬時速度，然后作出v－t圖象，圖象的斜率即為小車運動的加速度。 (2)公式法：利用已測得的兩組數(shù)據(jù)(tn，vn)和(tm，vm)代入公式a＝＝求解，這種方法的誤差較大。 (3)根據(jù)Δx＝aT2求a：如圖所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為T，且滿足x6－x

15、5＝x5－x4＝x4－x3＝x3－x2＝x2－x1，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣可使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準確性。 1.實驗中，如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運動。 (2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度：vD＝_________________________________m/s， vC＝________ m/s，vB＝________ m/s。在如圖所示坐標中作出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________。

16、 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義是_______________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)可知 xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60 cm， 故小車做勻加速直線運動。 (2)根據(jù)v＝可知 vD＝ m/s＝3.90 m/s vC＝ m/s＝2.

17、64 m/s vB＝ m/s＝1.38 m/s 描點連線得如圖所示v－t圖線，根據(jù)圖線斜率知 a＝12.60 m/s2。 (3)圖線與縱軸交點的速度的物理意義是零時刻小車經(jīng)過A點的速度。 答案　(1)勻加速直線 (2)3.90　2.64　1.38　見解析圖　12.60 m/s2 (3)零時刻小車經(jīng)過A點的速度 2.某同學用圖甲的實驗裝置分析勻變速直線運動，電火花計時器所接電源頻率為50 Hz，如圖乙是他在實驗中得到的一條紙帶，他將選出的紙帶舍去開始密集的點跡，然后從便于測量的點開始，每5個點取一個計數(shù)點，如圖乙中A、B、C、D、E、F、G點所示，他把一個毫米刻度尺放在紙帶上

18、，其零刻度線和計數(shù)點A(A為所選計數(shù)點中最早打下的點)對齊，試分析下列問題： 甲 乙 (1)讀出相鄰兩點間的長度，進行下列計算并填入表內(nèi)(單位：cm) Δx1＝xBC－xAB Δx2＝xCD－xBC Δx3＝xDE－xCD Δx4＝xEF－xDE Δx5＝xFG－xEF 由此可得出：在誤差允許的范圍內(nèi)，________________，所以小車做________運動，小車的加速度是a＝________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 (2)該同學在圖丙中已標出B、C、D、F計數(shù)點對應的坐標點，請你在該圖中標出與E計數(shù)點對應的坐標點，并畫出v－t圖。根據(jù)圖象求出小車通

19、過A點時的瞬時速度vA＝________ m/s(保留兩位有效數(shù)字)。 丙 解析　(1)連續(xù)相鄰相等的時間間隔內(nèi)的位移差如下表(單位：cm)： Δx1＝xBC－xAB Δx2＝xCD－xBC Δx3＝xDE－xCD Δx4＝xEF－xDE Δx5＝xFG－xEF 0.40 0.44 0.42 0.41 0.41 在誤差允許的范圍內(nèi)，小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差相等，可見小車做勻加速直線運動。 根據(jù)逐差法得a＝ ＝ m/s2＝0.42 m/s2。 (2)小車通過E點的瞬時速度為 vE＝＝ m/s＝0.247 m/s。 所作的圖象如圖所示。圖線在縱軸上的截距表示小車通過A點時的瞬時速度，由圖可看出，小車通過A點的瞬時速度為vA＝0.080 m/s。 答案　見解析 10