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1、得分宝典之高中物理专题一第2章 匀变速直线运动的研究 概述本章涉及三个理想化运动，即匀速运动、匀变速直线运动和自由落体运动，涉及匀速运动和匀变速直线运动的图象、数学表达式，涉及一个实验，即用打点计时器研究小车的运动规律或小车的加速度。在高考考纲中，匀变速直线运动及其公式、图象属于级要求，测定匀变速直线运动的加速度实验是高考考查的实验。根据近年高考情况，本章考查的重点是匀速运动、匀变速直线运动、竖直上抛运动、追击问题、图象问题、根据纸带计算加速度等，这些也是高考常考知识点。这些知识点，有时单独命题，有时与动力学综合命题，属于考查热点。预测以后考查的重点和命题方式，近期不会发生变化，仍是把匀变速直
2、线运动的公式、图象、追击和依据纸带计算加速度作为命题的重点和热点，会结合实际问题为背景来命题，但考查的知识点不会变化。 知识梳理匀变速直线运动图象表示运动规律图象图象图象图象意义：表示位移随时间变化的规律。不是运动轨迹。应用：（1）判断运动性质（匀速、变速、静止）；（2）判断运动方向（斜率的正、负判断正、负方向）；（3）比较速度快慢（斜率的绝对值）；（4）确定位移或时间；（5）同一图象上相交表示相遇。意义：表示速度随时间变化的规律。不是运动轨迹。应用：（1）确定某时刻的速度；（2）求位移（面积）；（3）判断运动性质（静止、匀速、匀变速直线、非匀变速直线）；（4）判断运动方向（速度的正、负）；（
3、5）比较加速度大小（斜率绝对值）；（5）同一图象上相交表示那时刻速度相等。数学表达式表示直线运动的规律匀速运动：速度恒定，匀变速直线运动：a恒定图象实例：自由落体运动知识点一 实验：探究小车速度随时间变化的规律 考纲解读考纲内容要求名师解读实验：探究小车速度随时间变化的规律1巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法；通过实验探究，体会如何从实验探究中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法；知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。2该知识点是高中物理的重点，贯穿于整个力学中，是高考的热点和重点。3该考点单独命题以实验题出现，也可能结合加速度实验、探究动能定理、验证机械能
4、守恒实验以实验题出现，难度中等。基础巩固1为了研究小车的速度随 变化的规律，需要把 固定在长木板上，把 穿过打点计时器，连在 的后面，把小车停在 打点计时器的位置。2在三条纸带中选择一条最 的。为了便于测量，舍掉 一些 的点迹，找一个适当的点当做 。图1-2-2图1-2-1图2-1-13用打过点的纸带，如图121。根据量出A、D间的距离，和时间间隔算出A、D间的平均速度 。用这个速度可以近似地表示纸带经过A点时的 ，如果再小一些（如A、C之间或A、B之间），用平均速度代表A点的瞬时速度会 。4下表是某同学实验获得的数据，请根据表中的数据在坐标系中描点，并观察思考，找出这些点的分布规律。图1-2
5、-30.501.001.502.000.10.20.30.40.50.6结论： 。自我校对：1时间；打点计时器；纸带；小车；靠近0.502清晰；开头；过于密集；计时起点3；瞬时速度；更准确4描点及图象如图123所示。如果是没有实验误差的理想情况，小车运动的vt图像是一条倾斜的直线。实验探究123拓展实验研究小车在斜面上的运动在实验室找了打点计时器、天平、砝码、纸带、刻度尺、铁架台、秒表、电源、小车、导线，测定小车在斜面上的运动。012345678910纸带木板刻度尺铁架台小车砝码打点计时器秒表电源实验步骤如下：a按图7安装好实验器材；01cm23456789101112131415161718
6、19200123456S1S2S3S4S5S6图7-1b接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图71中0、1、26点所示；图7c测量1、2、36计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3S6 ；t/0.01s图7-4t/0.01s57015202520103040506010800/cms1图7-3d通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动；01234143132015图7-2e 分别计算出S1、S2、S3S6与对应时间的比值；f以为纵坐标、t为横坐标，标
7、出与对应时间t的坐标点，划出t图线。练一练：（4）根据t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= m/s；它在斜面上运动的加速度a= m/s2。参考答案：（1）A；C （2）2.98（2.972.99）；13.19（13.1913.21） （3）见图7-4 （4）0.18（0.160.20）；4.83（4.505.10）解析：（1）打点计时器使用的是交流电源，选项A正确；因为要测纸带的间距，需要刻度尺，选项C正确。（2）根据刻度尺的读数规则，有，；重点突破一、直击考点考点一 实验装置安装及操作高考中，该考点一般通过选择题考查注意事项，通过填空题考查给定实验装置中的错误及实验步骤。实验注意的三
8、个问题：开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源；要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。【例1】在探究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤。（遗漏步骤可编上序号G、H） A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源； B将打点计时器固定在平板上，并接好电路； C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码； D取下纸带； E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动； F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。
9、 将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上：。 【解析】由实验原理和实验要求可知错漏步骤： （1）A中应先接通电源，再放开纸带。如果先释放纸带，再接通电源，可能纸带上打上的点较少，甚至没有打上点，纸带就通过了打点计时器。 （2）D中取下纸带之前应先断开电源，使计时器停止工作，这样能保护打点计时器，也能节能。 （3）实验中应补充G步骤：换上新纸带，再重复做三次。实验一般要多做几次，找到一个点迹清晰的合理纸带进行数据处理。【答案】（1）A中应先接通电源，再放开纸带。 （2）D中取下纸带之前应先断开电源，使计时器停止工作。 （3）实验中应补充G步骤：换上新纸带，再重复做三次。 实验步骤顺序：BCFEA
10、DG【点评】有打点计时器的实验，一定要选择交流电源，要先接通电源，再释放纸带，要通过重复实验获得3条左右的纸带，从中选取一个较为满意的纸带进行数据处理。考点2 纸带数据获取及数据处理纸带数据获取及数据处理是高中力学实验的重点，是高考的热点。高考中，有直接对该考点的直接命题，一般是通过实验题以填空形式出现，也有结合测加速度实验、探究动能定理、验证机械能守恒实验以填空题形式出现。难点中等。纸带信息获取与处理：（1）物体运动时间和位移确定：如果纸带上有n个点，则这n个点之间有（n1）个间隔，又每个间隔的时间为，故这n个点对应的物体运动时间；用刻度尺量出这n个点之间的长度，即是这段时间物体通过的位移。
11、（2）瞬时速度的确定：利用可以计算纸带上任意两个点之间的平均速度；在取得较小时，可以用平均速度近似作为这段时间内某时刻的瞬时速度。（3）画速度图象：先计算各个时刻对应的瞬时速度，再在速度图象上描点，最后用平滑曲线连接各个点就得到速度图象了。【例2】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图123所示，在纸带上选择标为05的六个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出。纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐。由图可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离d1，d3，d5，请将测量值填入下表中
12、。计算：小车通过计数点“2”的瞬时速度为 ms；通过计数点“4”的瞬时速度为 ms；小车的加速度是 ms2【点评】纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间的长度值，避免测量误差的积累。毫米刻度尺读数要估读一位。15510v/m/st/s102030040图1-2-5二、走出误区误区一 用一段时间内的平均速度作为其中某时刻的瞬时速度时，选取的包含该时刻的时间段较长；用描点法画速度图像时，图像连成折线，不是用平滑曲线连接；在坐标纸上画图象时，不注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标
13、平面的一个很小的面积范围内。在坐标纸上画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积。用描点法画图象时，要用平滑曲线连接这些点。如果点不在一条直线上时，尽量让直线两侧的点分布数量相等，有时还可以舍去个别偏离较远的点。10203004015510t/s图1-2-6【例1】某同学为了观察汽车的速度随时间的变化关系，于是坐在驾驶员旁边，注视速度计，记下间隔相等的各时刻的速度值，见下表。根据表中数值，你判定该车做什么运动？作出图。时刻051015速度v/（m/s）10.021.527.538.5错解：画出的图象如图125所示，汽车做加速运动。原因：不知道速度不能突变，在图象上不能用折线连接，要用平滑曲线连接各点。正解：画出的图象如图126所示，汽车做加速运动。原因：作出平面直角坐标系，纵轴为速度轴，横轴为时间轴，选定坐标刻度。根据给定的时刻及其对应速度在坐标系中描出相应点，用平滑的曲线连接这些点，得到汽车的速度图象，图1-2-6所示。因为汽车速度在变大，故是加速运动。用描点法画图象
