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1、2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 高考一轮高考一轮考点扫描考点扫描 真题剖析真题剖析逐一击破逐一击破 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 2021 年一轮考点扫描微专题年一轮考点扫描微专题 专题专题 1.8 实验：研究匀变速直线运动实验：研究匀变速直线运动 目录目录 目录.1 【考点扫描】.1 一实验原理与操作.1 二数据处理与误差分析.2 三实验拓展与创新.2 【典例分析】.3 【专题精练】.7 【考点扫描考点扫描】 一一实验原理与操作实验原理与操作 1匀变速直线运动的判断 (1)若物体在连续相等时间 T 内的位移之差 x 为一恒
2、量，即 xaT2，则物体做匀变速直线运动 (2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的 vt 图象，若图象是一条倾斜的直线，则物 体做匀变速直线运动 2由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动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 vn来计算 xnxn1 2T 3利用纸带求物体加速度的两种方法 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 (1)逐差法 根据 x4x1x5x2x6x33aT2(T 为相邻计数点之间的时间间隔)，求出 a1，a2，a3 x4x1 3T2 x5x2 3T2 ，然后取平均值，即，即为物体的加速度 x6x3 3T2 a a1a2a3 3 x
3、4x5x6（x1x2x3） 9T2 在数据处理时可以对纸带重新分段，把 6 段距离分为“前三”和“后三”， “后三”减“前三”也为相邻相等时间间 隔内的位移差，时间间隔为 3T. 4.实验操作中的注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行 (2)靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置 (3)两先两后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮碰撞 (5)减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使 纸带上打的点过于密集 二二数据处理与误差
4、分析数据处理与误差分析 1处理数据时应注意的问题 (1)时间间隔： “相邻两个计数点间有 4 个点”或“每 5 个点取 1 个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为 0.1 s. (2)单位换算：本实验长度测量数据一般是“厘米”，要换算成“米” (3)有效数字：按有效数字的要求取计算结果 (4)准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让 各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧 2减小实验误差的措施 (1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差 (2)用作图法作出的 v t 图象各点并不会都在一
5、条直线，为此在描点时最好用坐标纸在纵、横轴上选取合适 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 的单位，用细铅笔认真描点 (3)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合 要求的交流电源的电压及频率 (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，为减小误差可在 木板上铺一层白纸或换用气垫导轨 三三实验拓展与创新实验拓展与创新 创新角度实验装置图创新解读 用滴水针头替代打点计时器打纸带 用光电门替代打点计时器测速度、加速度 实验装置的改 进与创新 用频闪照相代替打点计时器测速度、加速度 实验原 理及数 据的获
6、取与测量 1.滑块在斜面上靠重力沿斜面向下的分力与 摩擦力的合力获得加速度 2挡光片经过光电门的平均速度作为滑块 速度 3平均速度的大小与挡光片的长度有关 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 实验原 理及数 据的获 取与测量 1.物块在斜面上靠重力沿斜面向下的分力与 摩擦力的合力获得加速度 2.由纸带确定物块的加速度 3.结合牛顿第二定律求动摩擦因数 【典例分析典例分析】 【例 1】(2020四川绵阳市高中高三上学期第二次诊断四川绵阳市高中高三上学期第二次诊断)小明用如图甲所示装置测量重力加速度，用电磁打 点计时器(频率为 50 Hz)打出纸带的一部分如图乙所示。 (1)由打出的纸带可
7、判断，实验时小明是用手拿着纸带的_(选填“A”或“B”)端由静止释放的。 (2)本实验_(选填“需要”或“不需要”)用天平测重物的质量。 (3)纸带上所打点 1 至 9 均为计时点，用刻度尺测得 1、2 两点之间的距离 x124.56 cm,7、8 两点之间的距 离 x782.23 cm，结合这两个数据可以算出当地重力加速度为_ m/s2。(保留三位有效数字) 【易错点分析易错点分析】有效数字的位数：从数字左边第一个不为零的数字算起，如 0.012 5 为三位有效数字 【例例 2】 (2020 莒南一中月考莒南一中月考)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角 可调打 20
8、21 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 点计时器的工作频率为 50 Hz，纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有 4 个记录点未 画出 (1)部分实验步骤如下： A测量完毕，关闭电源，取出纸带 B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D把打点计时器固定在长木板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是_(用字母填写) (2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔 T_s. (3)计数点 5 对应的瞬时速度大小计算式为 v5_ (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为 a_ 【技法总结技法总结】灵
9、活运用打点纸带解答问题灵活运用打点纸带解答问题 (1)瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度； (2)加速度的求解：vt 图像法；推论法：xaT2；逐差法 【例例 3】某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系使用的器材有： 斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 图(a)图(b) 实验步骤如下： 如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置， 令滑块从斜面上方由静止开始下滑； 当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t； 用 s
10、表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示，v 表示滑块在挡光片遮住光线的 t 时间内的平均速 度大小，求出 v； 将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤 ； 多次重复步骤； 利用实验中得到的数据作出 vt 图，如图(c)所示 图(c) 完成下列填空： (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 v 与 vA、a 和 t 的关系式为 v_ 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 (2)由图(c)可求得，vA_cm/s，a_cm/s2.(结果保留 3 位有效数字) 【技法总结技法总结】实验数
11、据处理实验数据处理 (1)图像处理：对由实验获取某两个物理量间的图像，特别是非常规则的关系图像，则应根据实验原理中涉 及的物理规律找出两物理量间的函数关系式，确定图像的斜率、截距、面积等的物理意义，进而对问题做 出解答 (2)纸带处理 瞬时速度求解：采用平均速度法求解 加速度的求解 a逐差法(或两大段法)xmxn(mn)aT2； bvt 图像法 【例例 4】(2020贵州三校联考贵州三校联考)光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示， a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体 从开始挡光到挡光结束的时间记录下
12、来。图乙中 MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1 和 2 是 固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端 P 点悬有一铅锤， 实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 1.0102 s 和 4.0103 s。用精度为 0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度 d，其示数如图丙所示。 甲乙 丙 (1)滑块的宽度 d_ cm。 (2)滑块通过光电门 1 时的速度 v1_ m/s，滑块通过光电门 2 时的速度 v2_ m/s。(结果保 留两位有效数字) (3)由此测得的瞬时速度 v1和 v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门 1 和 2 时的_，要 使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些。 2021 年高考考点扫描 一轮复习备战高考 【技法总结技法总结】光电门测瞬时速度和加速度：光电门测瞬时速度和加速度： 求瞬时速度：把遮光条(宽度为 d)通过光电门的时间 t 内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度， 即 v. d t 求加速度：若两个光电门之间的距离为 L，则利用速度与位移的关系可求加速度，即
