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1、实验一研究匀变速直线运动 【目的导引】1通过练习对的使用打点计时器，学会运用打上点的纸带研究物体的运动会运用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度、速度,掌握判断物体与否做匀变速直线运动的措施(x=a).3.会运用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车的t图像,根据图像求出加速度【知识梳理】一、实验原理问题打点计时器的作用及工作条件是什么？纸带上点的意义：表达和纸带相连的物体在不同步刻的位置.通过研究纸带上各点之间的距离,可以判断物体的运动状况可以运用纸带上打出的点来拟定计数点间的时间间隔问题2.运用纸带如何求瞬时速度？思考1(广东理综)图中是某同窗在做“探究匀变速直线运动”的实验中获
2、得的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_()A、C、是纸带上四个相邻的计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图中读出A、B两点间距x=_；C点相应的速度是_(计算成果保存三位有效数字).物体的加速度问题如何判断一种物体与否做匀变速直线运动？问题2.运用纸带求加速度的措施分别有哪些?(1)“逐差法”求加速度: (2)“图象法”求加速度，由“平均速度法”求出多种点的速度,画出vt图象,直线的斜率即加速度思考2.某同窗获得一竖直上抛小球的频闪照片图.已知频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离，该同窗通过计算得到不同步刻的速度如下表(本地
3、重力加速度取9.8m/2,小球质量m=0.2kg，成果保存三位有效数字):时刻t2t3t4t5速度(m/s)9944.98()由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度 s；()小球上升时的加速度大小为a m/()由（2)的数据分析可得到的结论是 二、实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.三、实验环节1.仪器安装(1）把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路.(2）把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器，并把它的一
4、端固定在小车的背面.实验装置见图所示，放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行测量与记录（1)把小车停在接近打点计时器处,先接通电源,后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,反复三次(2）从三条纸带中选择一条比较抱负的，舍掉开头某些比较密集的点，从后边便于测量的点开始拟定计数点,为了计算以便和减小误差，一般用持续打点五次的时间作为时间单位，即=0.1 s.对的使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离,并填入设计的表格中.（3)运用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度（)增减所挂钩码数,再反复实验两次3.数据解决及实验结
5、论（1)由实验数据得出vt图象根据表格中的、数据，在平面直角坐标系中仔细描点,如图所示可以看到，对于每次实验,描出的几种点都大体落在一条直线上.作一条直线,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v-t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分析图象的特点得出:小车运动的v-图象是一条倾斜的直线如图所示，当时间增长相似的值t时，速度也会增长相似的值v，由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化.通过函数关系进一步得出:既然小车的v-图象是一条倾斜的直线，那么随变化
6、的函数关系式为vktb,显然v与t成“线性关系”,小车的速度随时间均匀变化.四、注意事项1.平行:纸带、细绳要和长木板平行.接近：释放小车前，应使小车停在接近打点计时器的位置3.先后顺序:实验时应先接通电源，后放开纸带;实验后应先断开电源，后取下纸带.4避免碰撞：在达到长木板末端前应让小车停止运动，放置钩码落地，小车与滑轮碰撞.5减小误差:小车另一端挂的钩码个数要合适,避免速度过大而使纸带上的点太少，或者速度大小,使纸带上打的点过于密集。6.选择一条抱负的纸带,是指纸带上的点迹清晰合适舍弃开头密集部分,合适选用计数点,弄清晰相邻计数点间所选的时间间隔T.7精确作图:根据所描点连线时,要使尽量多
7、的点在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧。【考点探究】考点一完善实验环节例1、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同窗的操作环节如下,其中错误的环节有_.拉住纸带,将小车移到接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，并接好电源C把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码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.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔_将以上环节完善并填写在横线上(漏掉的环节可编上序号G、H);实验环节的合理顺序为：_考点二 纸带数据的解决例2、（重庆理综2)某同窗用打点计时器测量做匀加速
8、直线运动的物体的加速度，电源频率f=0Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点因保存不当，纸带被污染如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=1.6 mm、x126.5 mm、xD=624.5 mm.若无法再做实验,可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为_s;（2)打C点时物体的速度大小为_m/s（取2位有效数字)；()物体的加速度大小为_（用xA、x、x和表达）考点三应用纸带分析物体运动特点例3、（高考山东理综2(1）某同窗运用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后
9、，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未达到滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图所示。打点计时器电源的频率为5。通过度析纸带数据,可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。计数点5相应的速度大小为 m,计数点相应的速度大小为 m/s。(保存三位有效数字）。物块减速运动过程中加速度的大小为 m/2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算成果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”)。考点四创新实验例4 某同窗为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图.长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上在平板
10、上标出A、两点，B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间实验环节如下:用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量;用直尺测量A、B之间的距离,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2；将滑块从点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；反复环节多次，并求挡光时间的平均值；运用所测数据求出摩擦力Ff和斜面倾角的余弦值cos ;多次变化斜面的倾角，反复实验环节,作出Ff-cos 关系曲线(1) 用测量的物理量完毕下列各式(重力加速度为)(2) 斜面倾角的余弦c =_；滑块通过光电门时的速度v_;滑块运动时的加速度a=_；滑块运动时所受到的摩擦阻力
11、f=_(2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=_.【巩固训练】1如图所示是做匀加速直线运动的小车带动打点计时器在纸带上打出的点的一部分图中每相邻两点之间尚有四个点没有画出,交流电的频率为50 ，测得第二个、第三个计数点与零点相距d=6.0 ，d=1cm，则（1）第一种、第四个计数点与零点相距d1=_;d4_；（2)物体通过第一种、第二个计数点的瞬时速度v1_,v2=_；物体的加速度_.2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动状况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间尚有4个点没有画出,交流电的频率为50 Hz.（)在
12、打点计时器打、C、D点时,小车的速度分别为v_ ms;C_ m/s；D_m/s(2）在如图所示的坐标系中画出小车的-t图象(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_,此速度的物理含义是_3.如图所示，将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,运用此装置可以测量重力加速度(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_（填字母代号）中的器材A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码 .交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的措施可以剔除偶尔误差较大的数据，提高实验的精确限度.为使图线的斜率等于重力加速度
13、，除作-t图象外,还可作_图象,其纵轴表达的是_，横轴表达的是_4在“运用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中,打点计时器接在5H的低压交变电源上。某同窗在打出的纸带上每5点取一种计数点，共取了、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出).从每一种计数点处将纸带剪开提成五段（分别为、b、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xy坐标系中，如图所示,由此可以得到一条表达v-t关系的图线，从而求出加速度的大小.ABCDEFyxOabcde请你在oy坐标系中用最简洁的措施作出能表达v-关系的图线（作答在右 图上),并指出哪个轴相称于轴?答: ；从第一种计数点开始计时,为求出0.1时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度?答: ;若测得a段纸带的长度为2.0c,e段纸带的长度为100cm，则可求出加速度的大小为 /s2.5某校研究性学习小组的同窗用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水
