2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運動的描述 勻變速直線運動 實驗一 研究勻變速直線運動課件.ppt

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第一章運動的描述勻變速直線運動 實驗一研究勻變速直線運動 過好雙基關(guān) 1 實驗器材電火花計時器 或電磁打點計時器 一端附有滑輪的長木板 小車 紙帶 細(xì)繩 鉤碼 導(dǎo)線 電源 復(fù)寫紙片 2 實驗原理 如圖1所示 圖1 刻度尺 3 實驗步驟 1 按照如圖所示實驗裝置 把打點計時器固定在長木板的一端 接好電源 2 把一細(xì)繩系在小車上 細(xì)繩繞過滑輪 下端掛合適的鉤碼 紙帶穿過打點計時器 固定在小車后面 3 把小車?？吭诖螯c計時器處 先 后 4 小車運動一段時間后 斷開電源 取下紙帶 5 換紙帶重復(fù)做三次 選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析 無滑輪 接通電源 放開小車 4 注意事項 1 平行 紙帶 細(xì)繩要和長木板平行 2 兩先兩后 實驗中應(yīng)先接通電源 后讓小車運動 實驗完畢應(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)讓小車停止運動 防止鉤碼落地及小車與滑輪相撞 4 減小誤差 小車的加速度宜適當(dāng)大些 可以減小長度的測量誤差 加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6 7個計數(shù)點為宜 5 小車從靠近打點計時器位置釋放 1 數(shù)據(jù)處理 1 目的通過紙帶求解運動的加速度和瞬時速度 確定物體的運動性質(zhì)等 2 方法 分析物體的運動性質(zhì) 測量相鄰計數(shù)點間的距離 計算相鄰計數(shù)點距離之差 看其是否為常數(shù) 從而確定物體的運動性質(zhì) 利用逐差法求解平均加速度 利用速度 時間圖象求加速度a 作出速度 時間圖象 通過圖象的斜率求解物體的加速度 b 剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度 2 依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動 1 x1 x2 x3 xn是相鄰兩計數(shù)點間的距離 2 x是兩個連續(xù)相等的時間里的位移差 x1 x2 x1 x2 x3 x2 3 T是相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔 T 0 02n 打點計時器的頻率為50Hz n為兩計數(shù)點間計時點的間隔數(shù) 4 x aT2 只要小車做勻變速直線運動 它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等 研透命題點 例1 2017 全國卷 22 某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動 用自制 滴水計時器 計量時間 實驗前 將該計時器固定在小車旁 如圖2 a 所示 實驗時 保持桌面水平 用手輕推一下小車 在小車運動過程中 滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴 圖 b 記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置 已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴 1 由圖 b 可知 小車在桌面上是 填 從右向左 或 從左向右 運動的 基礎(chǔ)考點自主悟透 圖2 從右向左 答案 解析 解析小車在阻力的作用下 做減速運動 由題圖 b 知 從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小 所以小車在桌面上是從右向左運動 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動 小車運動到圖 b 中A點位置時的速度大小為 m s 加速度大小為 m s2 結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字 0 19 0 038 變式1如圖3所示 是某同學(xué)由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶 紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出 打點計時器打點的頻率f 50Hz 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 圖3 1 下表列出了打點計時器打下B C F時小車的瞬時速度 請在表中填入打點計時器打下D E兩點時小車的瞬時速度 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 0 864 0 928 答案 2 以A點為計時起點 在圖4中畫出小車的速度 時間圖線 圖4 答案如圖所示 答案 3 根據(jù)你畫出的小車的速度 時間圖線計算出小車的加速度a m s2 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 4 如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f 49Hz 而做實驗的同學(xué)并不知道 由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏 選填 大 或 小 答案 0 64 大 1 復(fù)習(xí)啟示高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材 是在教材實驗的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景 因此 要在夯實基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 善于用教材中實驗的原理 方法和技巧處理新問題 2 情景拓展 3 數(shù)據(jù)處理 1 加速度的獲得 靠重物的拉力獲得加速度 長木板傾斜靠重力獲得加速度 2 速度的測量方法 由打點紙帶求速度 測定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時間 t 由v 求速度 3 加速度的測量方法 由打點紙帶利用逐差法求加速度 利用經(jīng)過兩個光電門的瞬時速度 由速度位移關(guān)系式求加速度 類型1實驗情景創(chuàng)新例2 2017 全國卷 22 某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速度 瞬時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 光電計時器 圖5 實驗步驟如下 如圖5 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τ谛泵娴奈恢?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 用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間 t 將另一擋光片換到滑塊上 使滑塊上的擋光片前端與 中的位置相同 令滑塊由靜止開始下滑 重復(fù)步驟 多次重復(fù)步驟 利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出v t圖 如圖 c 所示 完成下列填空 答案 解析 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 52 1 16 6 解析由圖 c 可讀出vA 52 1cm s 即a 16 6cm s2 答案 解析 類型2實驗方法拓展例3某研究性學(xué)習(xí)小組用圖6裝置來測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?主要操作如下 圖6 安裝實驗器材 調(diào)節(jié)試管夾 小鐵球 光電門和紙杯在同一豎直線上 打開試管夾 由靜止釋放小鐵球 用光電計時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運動時間t 并用刻度尺 圖上未畫出 測量出兩個光電門之間的高度h 計算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v 保持光電門1的位置不變 改變光電門2的位置 重復(fù) 的操作 測出多組 h t 計算出對應(yīng)的平均速度v 畫出v t圖象 圖7 請根據(jù)實驗 回答如下問題 1 設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時的速度為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 答案 解析 2 實驗測得的數(shù)據(jù)如下表 請在圖7坐標(biāo)紙上畫出v t圖象 答案見解析圖 解析描點畫圖 如圖所示 圖7 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 答案 解析 9 7 9 5 9 9均可 6 5 6 3 6 7均可 變式2在暗室中用如圖8所示裝置做 測定重力加速度 的實驗 實驗器材有 支架 漏斗 橡皮管 尖嘴玻璃管 螺絲夾子 接水鋁盒 一根熒光刻度的米尺 頻閃儀 具體實驗步驟如下 在漏斗內(nèi)盛滿清水 旋松螺絲夾子 水滴會以一定的頻率一滴滴地落下 用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮 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的水滴 用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度 采集數(shù)據(jù)進行處理 圖8 1 實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時 頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是 答案 解析 頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率 解析實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時 頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率 2 實驗中觀察到水滴 固定不動 時的閃光頻率為30Hz 某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個水滴的距離如圖9所示 根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 m s2 第8個水滴此時的速度v8 m s 結(jié)果都保留三位有效數(shù)字 圖9 9 72 解析由 x gT2和逐差法解得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 9 72m s2 由中間時刻的瞬時速度等于該段位移的平均速度可得 第8個水滴的速度v8 2 27m s 2 27 答案 解析 3 該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有 答出一條即可 答案 解析 存在空氣阻力 或水滴 解析該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有 存在空氣阻力 水滴滴落的頻率變化等 滴落的頻率變化