《2020版物理新增分大一轮江苏专用版课件：第一章 运动的描述 匀变速直线运动 实验一 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版物理新增分大一轮江苏专用版课件：第一章 运动的描述 匀变速直线运动 实验一 （47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第一章 运动的描述 匀变速直线运动,实验一 速度随时间变化的规律,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂测试,随堂检测 检测课堂学习效果,过好双基关,1.实验目的 (1)练习正确使用打点计时器； (2)会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度； (3)会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的vt图象，会根据图象求加速度.,2.实验原理 打点计时器是测量 的仪器，通过纸带记录了物体的 过程.打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器，如图1甲、乙所示.打点计时器使用的是5
2、0 Hz的 电流，每隔 s打一次点；电磁打点计时器使用的电压是 电源，电火花计时器使用的是 电源.,运动,图1,时间,交变,0.02,46 V交流,220 V交流,3.实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、 、导线、电源、复写纸.,刻度尺,图2,4.实验步骤 (1)按照如图2所示实验装置，把打点计时器固定在长木板 的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； (3)把小车停靠在打点计时器处，先 ，后 ； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带重复做三次
3、，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.,无滑轮,接通电源,放开小车,5.注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行. (2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带. (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞. (4)减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地选取67个计数点为宜.,6.数据处理 (1)目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等. (2)方法 分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，
4、从而确定物体的运动性质.,利用逐差法求解平均加速度,利用速度时间图象求加速度. a.作出速度时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.,7.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的距离. (2)x是两个连续相等的时间间隔内的位移差：x1x2x1，x2x3x2. (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数). (4)xaT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.,研透命题点,例1 (2018盐城市期
5、中)为了“探究物体运动速度随时间的变化规律”，某同学采用了如图3甲所示的实验装置. (1)完成该实验是否需要平衡小车与木板间的摩擦力 (选填“需要”或“不需要”)；,命题点一 教材原型实验,不需要,(2)完成该实验是否需要满足砝码质量远小于小车质量 (选填“需要”或“不需要”)；,不需要,图3,(3)从图乙纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表所示，其中F点速度为vF m/s；,0.29,解析 根据这段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，,(4)请根据表中的实验数据在图丙中作出小车的vt图象.,解析 利用描点法可画出vt图象如图所示,答案 见解析图,变式1
6、(2018泰州中学四模)某小组用图4甲所示器材测量重力加速度的大小.实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成.通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度. (1)实验时，应先 (选填“释放小球”或“接通光电计时器”)；,图4,接通光电计时器,(2)实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出 与t关系图象如图乙所示.由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g ，重力加速度的大小为 m/s2；,2k,9.67(9.609.80),(3)若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则 (
7、选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度的大小：,解析 如果保持B不动，设钢球由静止到B的时间为T0，则该时间也是可以在计算的过程中约去的，所以这种方法也可以测得重力加速度.,能,(4)为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？ (提出一条即可),解析 为了减小误差，可以使AB间距离尽可能大、钢球体积尽可能小等.,答案 AB间距离尽可能大、钢球体积尽可能小等,从原理迁移和数据处理技巧上进行创新 1.复习启示 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.,命题点
8、二 实验拓展与创新,2.情景拓展,3.数据处理 (1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度长木板倾斜靠重力获得加速度. (2)速度的测量方法：由打点纸带求速度测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间t，由v 求速度. (3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.,例2 (2018江苏卷11)某同学利用如图5所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下： 用米尺量出重锤1底端距地面的高度H； 在重锤1上加上质量为m的小钩码； 左手将重锤2压在地面上，保持系统静止
9、.释放重锤2，同 时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间； 重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t.,图5,请回答下列问题： (1)步骤可以减小对下落时间t测量的 (选填“偶然”或“系统”)误差.,解析 对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差.,偶然,(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了 . A.使H测得更准确 B.使重锤1下落的时间长一些 C.使系统的总质量近似等于2M D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等,B,解析 设系统运动的加速度为a，则根据牛顿第二定律得 (Mm)gMg(2Mm)a,在H一定时，a越小，则t越长，这时测量出时间
10、t的误差相对越小.因此实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了使重锤1下落的时间长一些，选项B正确.,(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做 .,解析 由于摩擦阻力的影响，会产生系统误差，可利用平衡摩擦阻力的方法，平衡摩擦力，其方法为在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量使轻拉重锤1时能观察到其匀速下落.,在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落,(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0. 用实验中的测量量和已知量表示g，得g .,解析 根据牛顿第二定律得 (Mm)gMg(2M
11、mm0)a,变式2 (2017全国卷22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图6(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) (1)由图(b)可知，小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”)运动的.,图6,解析 小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的.,从右向左,(2)该小组同学根据图(b)的数据
12、判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2.(结果均保留2位有效数字),解析 已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，,0.19,0.038,解得a0.038 m/s2，因此加速度的大小为0.038 m/s2.,变式3 (2018海安中学月考)某同学用图7甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的电磁打点计时器的打点周期为T，他的实验步骤如下： 按图甲安装好实验器材； 让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动，接通电源，重复几次； 选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始比较密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计
13、数点， 如图乙中0、1、2、6点所示； 测量相邻两个计数点之间的距离， 分别记作x1、x2、x3、x6； 通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动.,图7,(1)在甲图中，明显存在的问题是 ；电源应该接 (选填“直流”或“交流”)电源；实验操作过程中明显的错误是 _ .,小车离打点计时器太远,解析 在题图甲中，明显存在的问题是小车离打点计时器太远；电源应该接46 V低压交流电源，实验操作过程中明显的错误是实验步骤，应该是先接通电源后释放小车.,步骤：应该先接通,交流,电源后释放小车,(2)若实验装置安装和操作过程完全正确，利用该同学测量的数据可以得到小车 的加速度，计算加速度的表达
14、式是a ；,解析 根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得：x4x13a1(2T)2 ，x5x23a2(2T)2，x6x33a3(2T)2， 为了更加准确的求解加速度，对三个加速度取平均值得：,(3)若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角，且已知当地的重力加速度为g，则在以下物理量中，还能计算出 (填字母序号). A.小车的质量 B.小车与平板斜面之间的动摩擦因数 C.小车到达斜面底端时的动能 D.小车滑下过程中损失的机械能,B,解析 小车在斜面上受重力、支持力和摩擦力.根据牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma，即可求出小车与平板斜面之间的动摩擦因数，但不能
15、计算小车的质量，故B正确，A错误； 不知道斜面的长度，所以无法测出小车到达斜面底端时的速度，又小车的质量未知，故无法求出小车到达斜面底端时的动能，故C错误； 由于斜面的长度未知，小车的质量未知，无法求出下滑过程中损失的机械能，故D错误.,随堂测试,1.(2018兴化市第一中学期初)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F共6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，图中没有画出)，如图8.打点计时器接的是“220 V、50 Hz”的交变电流.他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐.下述第(2)、(3)、(4)小题结果均保留两位有效数字 (1)该打点计时器打点的时间间隔为 s；,2,3
