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1、实验一,研究匀变速直线运动,实验准备 实验目的,(1)练习使用打点计时器，学会用纸带上的点来分析物体的,运动,(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(saT2) (3)测定匀变速直线运动的加速度,实验器材,打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、 钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片，毫米刻度尺,实验过程,实验步骤,打点计时器,滑轮,(1)把附有_的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出 桌面，将_固定在长木板上没有_的一端，,连接好电路,小车,(2)把一条细绳拴在_上，细绳跨过滑轮，下边挂上 合适的_，把纸带穿过_，并将它的一端固定 在_的后面实验装置如图 S1-1 所示，放手后，
2、看小车 能否在木板上平稳地匀速滑行 图 S1-1,滑轮,小车,钩码,打点计时器,(3)把小车停在靠近_处，先_， 再_，以便打点计时器在纸带上打下一系列的点，换,上新纸带，重复三次,打点计时器,接通电源,释放小车,(4)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较 密集的点，从便于测量的地方开始确定计数点，然后每隔 _取一个计数点，这样做的好处是相邻计数点间的时间 间隔 T_s，如图 S1-2 所示正确使用_测量 每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中 图 S1-2,四个点,0.1,毫米刻度尺,(5)应用做匀变速直线运动的物体某一段时间内的_ 等于这段时间内中间时刻的_求得各计数点对应
3、时刻 的瞬时速度 (6)增减所挂的钩码数，再做两次实验,平均速度,瞬时速度,数据处理,(1)根据表格中的 v、t 数据，在平面直角坐标系中仔细描点， 如图 S1-3 可以看到，描出的几个点都大致落在一条直线上,图 S1-3,(2)作一条直线，使同一次实验得到的点尽量落到这条直线 上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线,就是本次实验的 v-t 图象,(3)由实验得出的 v-t 图象进一步分析得出小车运动的速度,随时间变化的规律,分析 v-t 图象的特点可得出，小车运动的 v-t 图象是一条倾 斜的直线，如图 S1-4 所示，当时间增加相同的值t，速度也会 增加相同的值v，由此得出
4、结论：小车的速度随时间均匀变化， 关系式为 vtatv0.,图 S1-4,实验分析 误差分析,(1)根据纸带测量的位移有误差,(2)电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相,等,(3)用作图法作出的 v-t 图象并不是一条直线,(4)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度,只能是所测量段的平均加速度,【基础检测】,(2014 年广东十校联考)如图 S1-5 甲所示为用打点计时器记 录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上匀速运动， 后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有 刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为 0.02 s.,甲,乙,图 S1-5,从纸
5、带上记录的点迹情况可知，A、E 两点迹之间的距离为 _cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为_m/s； 小车在布面上运动的加速度大小为_m/s2.(小数点后面保 留两位数字),答案：7.20 0.90 5.00,考点 1 打点计时器的使用 重点归纳,1两种打点计时器的比较,2.练习使用打点计时器常考内容归纳 (1)打点计时器是计时仪器,(2)物体运动前，应注意使物体停在靠近打点计时器的位,置,(3)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器,打点稳定后，再释放连接纸带的物体,(4)使用电火花打点计时器时，应把纸带正确穿好，墨粉纸 盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位
6、 孔，压在复写纸下面,(5)打点计时器不能连续工作太长时间，纸带拉出后应立即,关闭电源,【考点练透】,A直接接 220 V 交流电源 B在拉动纸带前一小段时间接通电源 C在拉动纸带后的瞬间接通电源 D纸带拉出后应立即关闭电源 答案：AC,2当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点,A点痕记录了物体运动的时间 B点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状 D纸带上点痕的分布情况，反映物体的运动情况 解析：打点计时器打下的相邻两个计时点间的时间间隔为 0.02 s，A 正确；相邻两个计时点间的距离就是运动的物体在这 0.02 s 内通过
7、的位移，间隔长度的变化情况即可反映出物体的运 动情况，D 正确；纸带上每一个点的位置，对应于一个运动的 物体的位置，点痕记录了物体在不同时刻的位置，B 正确 答案：C,考点 2 求物体的加速度和瞬时速度 重点归纳 1求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度 v：应用 做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间,中间时刻的瞬时速度，如图 S1-6 所示 vn,xnxn1 . 2T,图 S1-6,.,9T2,(mn)T2,2求被测物体的加速度有三种方法 方法一：“逐差法”从纸带上得到六个相邻相等时间内,的位移，则 a,(s4s5s6)(s1s2s3),方法二：利用任意两段计数点间的位移
8、求加速度，即 a,smsn,，最后取平均值,方法三：利用 v-t 图象求加速度求出 A、B、C、D、E、 F 各点的瞬时速度，画出如图 S1-7 所示的 v-t 图象，图线的斜 率就是物体的加速度 a.,图 S1-7,典例剖析,例 1：(2015 年贵州模拟)如图 S1-8 所示，将电磁打点计时 器固定在铁架台上，使质量 m50 g 的重锤带动纸带由静止开 始自由下落，利用此装置可以测量重力加速度,图 S1-8,图 S1-9,以下是该同学的实验操作和计算过程，请完成以下内容： (1)以下操作正确的是_,A在进行实验时，应先释放纸带，再接通电源 B打点计时器应接在 220 V 的交流挡上,C释放
9、纸带时，应将重锤的一端尽量靠近打点计时器，,以便打出更多的点进行研究,D实验中，应该让纸带保持竖直状态，以减小实验过程,中的误差,(2)取下纸带，取其中的一段，标出计数点如图 S1-9 所示， 测出计数点间的距离分别为 x1 2.60 cm ，x2 4.14 cm ，x3 5.69 cm，x47.22 cm，x58.75 cm，x610.29 cm.已知打点计 时器的频率为 f 50 Hz ，则重锤运动的加速度计算式为 a _f2，代入数据，可得加速度 a_m/s2(计 算结果保留三位有效数字),解析：(1)在使用打点计时器的实验中，电磁打点计时器的 电源为低压交流电源，电火花计时器的电源为
10、220 V 的交流电 源，故 B 错；进行实验时，要先接通电源，再释放纸带，故 A 错；释放纸带前，应使重物尽量靠近打点计时器，使纸带得到 充分利用，C 正确；纸带竖直可以减小摩擦，D 正确,备考策略：在进行纸带数据的计算时，应注意以下几点： (1)弄清纸带中已知的是计时点还是计数点，若是计数点，,则明确相邻计数点间的时间间隔是多少,(2)弄清题中已知的距离是相邻计数点间的距离还是每个 计数点到第一个计数点间的距离，若是后者应换算成相邻计数 点间的距离,(3)计算时注意将单位转化为国际单位制单位,【考点练透】,3(1)某同学要进行探究匀变速直线运动规律的实验，请,线上(填编号)：_.,打点计时
11、器；天平；低压交流电源；低压直流电 源；细绳和纸带；钩码和小车；秒表；一端有滑轮的 长木板；刻度尺,(2)把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过 打点计时器，接通电源后释放纸带，重物便拉着纸带下落纸 带上打出一系列点，其中有一段如图 S1-10 所示，则纸带的 _(填“左端”或“右端”)与重物相连,图 S1-10,(3)若电源的频率为 50 Hz，处理实验数据时，每隔四个计 时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为 _s；图 S1-10 所示是用打点计时器测定匀变速直线运动规 律时打出的一条纸带，A、B、C、D、E 为纸带上所取的计数点， 则 vB_m/s，a_m/s2.(计
12、算结果保留两位有效数字) (4)如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者不知道 工作电压的频率小于 50 Hz，这样计算出的加速度值与真实值 相比是_(填“偏大”“偏小”或“不变”)的,(4)因由xaT2 计算加速度时，用的 T 比实际的 T 小，故 计算出的加速度比真实值偏大,答案：(1),(2)左端 (3)0.1,0.26,0.40,(4)偏大,4(2016 年山东临邑一中月考)利用如图 S1-11 所示的装置 可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数在倾角 为30的斜面上安装有两个光电门，其中光电门甲固定在斜 面上，光电门乙的位置可以变化当一个带有遮光片的滑块自 斜面上匀加速滑下
13、时，与两个光电门都相连的计时器可以显示 出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t，改变光电门乙的位置进 行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始滑下，并用米 尺测量甲、乙光电门之间的距离 x，记下相应的 x 和 t 值，所得 数据见下表,图 S1-11,(1)滑块每次都从同一点由静止开始下滑，设经过光电门甲 处的速度为 v0，下滑的加速度为 a.则 v0、a、x、t 四个物理量之 间满足的关系式是_,出 -t图线,(3)由(2)中所画出的 -t图象，得出滑块加速度大小为 a,(2)根据表中给出的数据，在如图 S1-12 所示的坐标纸上画,图 S1-12,_m/s2 ，滑块与斜面间的动摩擦因数_.
14、(g 取 10 m/s2，两空结果均保留三位有效数字),答案：(1)xv0t,(2)如图 D2 所示,(3)1.00 0.462 图 D2,考点 3 实验操作与注意事项 典例剖析,例 2：(2014 年广东梅州质检)某同学用如图 S1-13 所示的装,置来测量当地重力加速度,图 S1-13,(1)下列有关操作的叙述正确的是(,),A安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线 上 B将打点计时器与直流低压电源连接 C应选择密度大、体积小的重物，释放纸带时让重物靠 近打点计时器 D应先释放纸带，然后接通电源,(2)实验得到一条纸带，测得各点之间的距离如图 S1-14 所 示已知电源频率为 50
15、 Hz，则纸带中相邻两点间的时间间隔 是_s；从该纸带可知，重物的加速度大小 a_m/s2(计 算结果保留三位有效数字),图 S1-14,(3)请写出本实验产生误差的两个主要原因：_,_；_.,解析：(1)B 中应接低压交流电源；D 中应先接通电源再放,9.63 m/s2；(3)纸带与限位孔的摩擦；空气阻力的影响； 测量误差(以上三点答对两点即可),答案：(1)AC (2)0.02,9.63,(3)纸带与限位孔的摩擦；,测量误差 备考策略：实验操作是近几年来高考常考的内容，一般以 填空的形式出现，具体内容参考“实验步骤”，但要理解为什 么要这样操作，不能死记硬背,【考点练透】,5(2014 年广东肇期末统测)研究小车匀加速直线运动的实 验装置如图 S1-15 甲所示，其中斜面倾角可调，打点计时器的
