高考复习 实验：研究匀变速直线运动

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1、第1页 *高考复习 实验：研究匀变速直线运动第2页 *走进进高考 第一关 考点关考 点 精 析一、实验实验 目的用打点计时计时 器研究小车车在重物牵牵引下的运动动，探究小车车速度随时间变时间变 化的规规律二、实验实验 原理沿直线线运动动的物体在连续连续 相等时间时间 内不同时时刻的速度分别别为为v1、v2、v3、，若v2v1v3v2v4v3，则说则说 明物体在相等时间时间 内速度的增量相等，由此说说明物体在做匀变变速直线线运动动，即a 第3页 *三、实验实验 器材打点计时计时 器、纸带纸带 、一端附有定滑轮轮的长长木板、小车车、细绳细绳 、钩码钩码 、刻度尺、电电源四、实验实验 步骤骤1把附有

2、滑轮轮的长长木板放在实验实验 桌上，并使滑轮轮伸出桌面，把打点计时计时 器固定在长长木板上没有滑轮轮的一端，连连接好电电路2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面实验装置见图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行第4页 *第5页 *3把小车车停在靠近打点计时计时 器处处，先接通电电源，后放开小车车，让让小车车拖着纸带纸带 运动动，打点计时计时 器就在纸带纸带 上打下一系列的点，换换上新纸带纸带 ，重复三次4从三条纸带纸带 中选择选择 一条比较较理想的，舍掉开头头一些比较较密集的点，从后边边便于测测量点开始来确定计计数点，为

3、为了计计算方便和减小误误差，通常用连续连续 打点五次的时间时间作为时间单为时间单 位，即T0.1 s，如图图所示，正确使用毫米刻度尺测测量每相邻邻两计计数点间间的距离，并填入设计设计 的表格中第6页 *位置编编号012345时间时间 t/s00.10.20.30.40.5相邻邻两计计 数点间间的距离x/m计计数点的 速度 v/(m/s)第7页 *5.利用某一段时间时间 的平均速度等于这这段时间时间 中间时间时 刻的瞬时时速度求得各计计数点的瞬时时速度6.增减所拴的钩码钩码 数，再做两次实验实验 第8页 *五、数据处处理及实验结实验结1.由实验实验 数据得出vt图图象(1)根据表格中的v、t数据

4、，在直角坐标标系中仔细细描点，如下图图，可以看到，对对于每次实验实验 ，描出的几个点都大致落在一条直线线上第9页 *(2)做一条直线，使同一次实验得到的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，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线2.由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律有两条途径进行分析(1)直接分析图象的特点得出，小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值t，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化第10页 *(2)通过过函数关系进进一步得到，即然小车车的vt图图象是一条倾倾斜的直线线

5、，那么v随t变变化的函数关系式为为vktb，显显然v与t成“线线性关系”，小车车的速度随时间时间 均匀变变化第11页 *考 题题 精 练练1.关于打点计时计时 器，下列说说法正确的是( )A.打点计时计时 器是一种计时仪计时仪 器B.打点计时计时 器都使用直流电电源C.拉动纸带时动纸带时 ，应应尽量与限位孔平行D.应应先拉动纸带动纸带 后接通打点计时计时 器的电电源解析：打点计时计时 器使用交流电电，且应应先接通电电源后拉动纸动纸带带答案：AC第12页 *2.利用打点计时器打出的纸带可求出( )A.能准确求出某点的瞬时速度B.能粗略地求出某点的瞬时速度C.能准确求出某位移内的平均速度D.可利用

6、某时段的平均速度代表某点的瞬时速度解析：打点计时器只能求出平均速度，并不能精确地确定瞬时速度答案：BCD第13页 *3.用接在50 Hz交流电电源上的打点计时计时 器，测测定小车车作匀加速直线线运动动的加速度某次实验实验 中得到一条纸带纸带 如图图所示，从比较较清晰的点起，每6个打印点取一个计计数点，分别标别标 明0、1、2、3量得0与1两点间间距离s130 mm,3与4两点间间的距离s448 mm，则则小车车在0与1两点间间平均速度为为_m/s，小车车加速度为为_m/s2.第14页 *答案：0.3 0.6第15页 *4.(2009江苏苏高考)“探究加速度与物体的质质量、物体受力的关系”的实验

7、实验 装置如图图所示第16页 *(1)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码码都放在小车车上挂上砝码盘码盘 ，然后每次从小车车上取一个砝码码添加到砝码盘码盘 中，测测量小车车的加速度小车车的加速度a与砝码盘码盘 中砝码码总总重力F的实验实验 数据如下表：砝码盘码盘 中砝码总码总 重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(ms2)0.691.181.662.182.70第17页 *请根据实验数据作出aF的关系图象(2)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点，请说明主要原因第18页 *答案：(1)见下图(2)未计入砝码盘的重力第19页 *解读高考第二关 热点关第20页 *

8、典 例 剖 析典例 某学生用打点计时计时 器研究小车车的匀变变速直线线运动动他将打点计时计时 器接到频频率为为50 Hz的交流电电源上，实验实验时时得到一条纸带纸带 ，如图图所示他在纸带纸带 上便于测测量的地方选选取第一个计时计时 点，在这这点下标标明A，第六个点下标标明B，第十一个点下标标明C，第十六个点下标标明D，第二十一个点下标标明E.测测量时发现时发现 B点已模糊不清，于是他测测得AC长为长为14.56 cm、CD长为长为 11.15 cm，DE长为长为 13.73 cm，则则打C点时时小车车的瞬时时速度大小为为_m/s，小车车运动动的加速度大小为为_m/s2，AB的距离应为应为_cm

9、.(保留三位有效数字)0.9862.58 5.99第21页 *解析思路：实验明确是研究小车的匀变速直线运动，C点为小车在AE之间运动的中间时刻，根据匀变速直线运动的规律，可以判断C点时小车的瞬时速度应该等于AE段的平均速度， 第22页 *第23页 *变变式训练训练 ：如图图(a)所示，小车车放在斜面上，车车前端拴有不可伸长长的细线细线 ，跨过过固定在斜面边缘边缘 的小滑轮轮与重物相连连，小车车后面与打点计时计时 器的纸带纸带 相连连起初小车车停在靠近打点计时计时 器的位置，重物到地面的距离小于小车车到滑轮轮的距离启动动打点计时计时 器，释释放重物，小车车在重物的牵牵引下，由静止开始沿斜面向上运

10、动动，重物落地后，小车车会继续继续 向上运动动一段距离打点计时计时 器使用的交流电频电频 率为为50 Hz.如图图(b)中a、b、c是小车车运动纸带动纸带 上的三段，纸带纸带 运动动方向如箭头头所示第24页 *第25页 *(1)根据所提供纸带纸带 上的数据，计计算打c段纸带时纸带时 小车车的加速度大小为为_m/s2.(结结果保留两位有效数字)(2)打a段纸带时纸带时 ，小车车的加速度是2.5 m/s2.请请根据加速度的情况，判断小车车运动动的最大速度可能出现现在b段纸带纸带 中的_(3)如果取重力加速度为为10 m/s2，由纸带纸带 数据可推算出重物与小车车的质质量比为为_5.0D4D5区间内

11、1:1第26页 *(2)因打点计时器所打的每两个点间的时间间隔相等，所以小车运动的速度最大时，也就是两点间距离最大，由图可知，在D4D5区间内第27页 *笑对高考第三关 技巧关 第28页 *考 技 精 讲讲一、实验过实验过 程中有哪些注意事项项？1交流电电源的电压电压 及频频率要符合要求2实验实验 前要检查检查 打点的稳稳定性和清晰程度必要时时要调节调节振针针的高度和更换换复写纸纸3开始释释放小车时车时 ，应应使小车车靠近打点计时计时 器4先接通电电源，计时计时 器工作后，再放开小车车，当小车车停止运动时动时 及时时断开电电源第29页 *5要防止钩码钩码 落地和小车车跟滑轮轮相撞，当小车车到达

12、滑轮轮前及时时用手按住它6牵牵引小车车的钩码钩码 个数要适当，以免加速度过过大而使纸带纸带 上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别别，从而使误误差增大，加速度的大小以能在50 cm长长的纸带纸带 上清楚地取得六、七个计计数点为为宜7要区别计时别计时 器打出的点与人为选为选 取的计计数点，一般在纸纸上每隔四个点取一个计计数点，即时间间时间间 隔为为T0.025 s0.1 s.8要多测测几组组，以尽量减小误误差9描点时时最好用坐标纸标纸 ，在纵纵、横轴轴上选选取合适的单单位，用细细铅铅笔认认真描点第30页 *二、在处处理数据和作图图象时时要注意哪些问题问题 ？1计计算打某计计数点的瞬时

13、时速度时时，时间时间 t的选选取要关于计计数点对对称，这样这样 作出的图图象最为为准确2作图图象时时，应让图应让图 象连连接尽可能多的点，不能连连接的点对对称地分布在图图象的两侧侧第31页 *三、速度、加速度的求解方法3“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出vt图，直线的斜率即加速度.第32页 *考 向 精 测测考向1 实验实验 器材的选择选择 及实验实验 原理的考查查1(2009聊城模拟拟)(1)某同学要进进行探究匀变变速直线线运动实验动实验 ，请请在下面列出的实验实验 器材中，选选出本实验实验 中不需要的器材填在横线线上(填编编号)：_打点计时计时 器天平低压变压变

14、流电电源 低压压直流电电源细绳细绳 和纸带纸带 钩码钩码 和小车车 秒表一端有滑轮轮的长长木板 刻度尺 第33页 *(2)把纸带纸带 的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带纸带 穿过过打点计时计时 器，接通电电源后将纸带释纸带释 放，重物便拉着纸带纸带下落纸带纸带 被打出一系列点，其中有一段如图图所示，纸纸带带的哪端与重物相连连？_.(填左端或右端)(3)若电电源的频频率为为50 Hz，实验实验 者在处处理实验实验 数据时时，每隔3个计时计时 点取一个计计数点，则则每两个计计数点间间的时间时间间间隔应为应为 _s；如果在测测定匀变变速直线线运动动的加速度时时，实验实验 者如不知道工作电压电压

15、的频频率变为变为 小于50 Hz，这样计这样计 算出的加速度值值与真实值实值 相比是_(填“偏大”、“偏小”或“不变变”)左端0.08偏大第34页 *(4)如图图是用打点计时计时 器测测定匀变变速运动规动规 律时时打出的一条纸带纸带 ，A、B、C、D、E为纸带为纸带 上所选选的计计数点，相邻计邻计 数点间时间间间时间间 隔为为0.1 s，则则vB_m/s，a_m/s2.0.260.4第35页 *解析：(1)本实验实验 不需要天平测质测质 量，打点计时计时 器应应用低压压交流电电源，也不用秒表测时间测时间 ，故不需要的器材为为.(2)开始端，纸带纸带 速度较较小，点间间距应较应较 小，故左端与重物相连连第36页 *考向2 实验实验 原理的迁移及应应用2(2009苏苏州模拟拟)光电计时电计时 器是一种研究物体运动动情况的常用计时仪计时仪 器，其结结构如图图(a)所示，a、b分别别是光电门电门 的激光发发射和接受装置，当有物体从a、b间间通过时过时 ，光电计时电计时 器就可以精确地把物体从开始挡挡光到挡挡光结结束的时间记录时间记录 下来现现利用图图(b)所示的装置测测量滑块块和长长木板间间的动动摩擦因数，图图中MN是水平桌面，Q是长长木板与桌面的接触