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1、实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动一、基本原理与操作一、基本原理与操作二、数据处理与分析二、数据处理与分析1匀变速直线运动的判断匀变速直线运动的判断 (1)如如图图所所示示，0、1、2为为时时间间间间隔隔相相等等的的各各计计数数点点，x1、x2、x3、为为相相邻邻两两计计数数点点间间的的距距离离，若若xx2x1x3x2x4x3C(常常量量)，即即两两连连续续相相等等的的时时间间间间隔隔内内的的位位移移之之差差为为恒恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。(2)利利用用“平平均均速速度度法法”确确定定多多个个点点的的瞬瞬时时速速
2、度度，作作出出物物体体运运动动的的vt图图象象。若若vt图图线线是是一一条条倾倾斜斜的的直直线线，则则说说明明物物体体的的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。认识认识“两种仪器两种仪器”1作作用用：计计时时仪仪器器，接接频频率率为为50 Hz交交变变电电流流，每每隔隔0.02 s打打一一次点次点区别区别“两种点两种点”1计时点和计数点的比较计时点和计数点的比较计计时时点点是是打打点点计计时时器器打打在在纸纸带带上上的的实实际际点点，两两相相邻邻点点间间的的时时间间间间隔隔为为0.02 s；计计数数点点是是人人们们根根据据需需要要按按一一定定的的个个数
3、数选选择择的的点点，两两个个相相邻邻计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔由由选选择择的的个个数数而而定定，如如每每5个个点点取取一一个个计计数数点点和和每每隔隔4个个点点取取一一个个计计数数点点，时时间间间间隔隔都都是是0.1 s。2纸纸带带上上相相邻邻的的两两点点的的时时间间间间隔隔均均相相同同，速速度度越越大大，纸纸带带上上的的计数点越稀疏。计数点越稀疏。注意事项注意事项1平行：纸带和细绳要和木板平行。平行：纸带和细绳要和木板平行。2两两先先两两后后：实实验验中中应应先先接接通通电电源源，后后让让小小车车运运动动；实实验验完完毕毕应先断开电源后取纸带。应先断开电源后取纸带。3防防止止碰碰撞
4、撞：在在到到达达长长木木板板末末端端前前应应让让小小车车停停止止运运动动，要要防防止止钩码落地和小车与滑轮相撞。钩码落地和小车与滑轮相撞。4纸纸带带选选取取：选选择择一一条条点点迹迹清清晰晰的的纸纸带带，舍舍弃弃点点密密集集部部分分，适适当选取计数点。当选取计数点。5准准确确作作图图：在在坐坐标标纸纸上上，纵纵、横横轴轴选选取取合合适适的的单单位位(避避免免所所描描点点过过密密或或过过疏疏，而而导导致致误误差差过过大大)，仔仔细细描描点点连连线线，不不能能连连成成折折线线，应应作作一一条条直直线线，让让各各点点尽尽量量落落到到这这条条直直线线上上，落落不不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
5、到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。热点一实验原理与实验操作热点一实验原理与实验操作【例例1】2015广广东东理理综综，34(1)某某同同学学使使用用打打点点计计时时器器测测量量当当地的重力加速度。地的重力加速度。请请完完成成以以下下主主要要实实验验步步骤骤：按按图图1(a)安安装装实实验验器器材材并并连连接接电电源源；竖竖直直提提起起系系有有重重物物的的纸纸带带，使使重重物物_(填填“靠靠近近”或或 “远远 离离 ”)计计 时时 器器 下下 端端 ； _，_，使使重重物物自自由由下下落落；关关闭闭电电源源，取取出出纸纸带带；换新纸带重复实验。换新纸带重复实验。图图(b)和和(c)是是实实验
6、验获获得得的的两两条条纸纸带带，应应选选取取_(填填“b”或或“c”)来来计计算算重重力力加加速速度度。在在实实验验操操作作和和数数据据处处理理都都正正确确的的情情况况下下，得得到到的的结结果果仍仍小小于于当当地地重重力力加加速速度度，主主要要原原因因是是空空气气阻阻力力和和_。图图1解解析析为为了了使使纸纸带带打打下下的的点点多多一一些些，竖竖直直提提起起悬悬吊吊重重物物的的纸纸带带时时应应使使重重物物靠靠近近打打点点计计时时器器下下端端，且且应应先先接接通通电电源源，再再释释放放纸带，使重物自由下落。纸带，使重物自由下落。重重物物下下落落是是匀匀加加速速运运动动，故故应应选选“b”来来计计
7、算算重重力力加加速速度度；重重物物下下落落过过程程中中系系统统受受重重力力，空空气气阻阻力力，纸纸带带与与打打点点计计时时器器间间的的摩擦力等。摩擦力等。答案答案靠近先接通打点计时器电源，再释放纸带靠近先接通打点计时器电源，再释放纸带b纸带与打点计时器之间有摩擦纸带与打点计时器之间有摩擦热点二数据处理与分析热点二数据处理与分析【例例2】(2016海海南南单单科科，11)某某同同学学利利用用图图2(a)所所示示的的实实验验装装置置探探究究物物块块速速度度随随时时间间的的变变化化。物物块块放放在在桌桌面面上上，细细绳绳的的一一端端与与物物块块相相连连，另另一一端端跨跨过过滑滑轮轮挂挂上上钩钩码码。
8、打打点点计计时时器器固固定定在在桌桌面面左左端端，所所用用交交流流电电源源频频率率为为50 Hz。纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器连连接接在在物物块块上上。启启动动打打点点计计时时器器，释释放放物物块块，物物块块在在钩钩码码的的作作用用下下拖拖着着纸纸带带运运动动。打打点点计计时时器器打打出出的的纸纸带带如如图图(b)所所示示(图中相邻两点间有图中相邻两点间有4个点未画出个点未画出)。(a)(b)图图2根根据据实实验验数数据据分分析析，该该同同学学认认为为物物块块的的运运动动为为匀匀加加速速运运动动。回回答下列问题：答下列问题：(1)在在打打点点计计时时器器打打出出B点点时时，物物块块的的
9、速速度度大大小小为为_m/s。在在打打出出D点点时时，物物块块的的速速度度大大小小为为_m/s；(保保留留两两位位有有效效数数字字)(2)物块的加速度大小为物块的加速度大小为_m/s2。(保留两位有效数字保留两位有效数字)答案答案(1)0.560.96(2)2.0热点三实验的改进与创新热点三实验的改进与创新高高考考实实验验题题一一般般源源于于教教材材而而不不拘拘泥泥于于教教材材，即即所所谓谓情情境境新新而而知知识识旧旧。因因此此做做实实验验题题应应注注重重迁迁移移创创新新能能力力的的培培养养，用用教教材材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。中实验的原理、方法和技巧处理新问题。1实验器材的改进及
10、速度的测量方法实验器材的改进及速度的测量方法【例例3】（2015全全国国卷卷，22）某某同同学学用用图图3（a）所所示示的的实实验验装装置置测测量量物物块块与与斜斜面面之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数。已已知知打打点点计计时时器器所所用用电电源源的的频频率率为为50 Hz，物物块块下下滑滑过过程程中中所所得得到到的的纸纸带带的的一一部分如图（部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。图图3（1）物物块块下下滑滑时时的的加加速速度度a m/s2，打打C点点时时物物块块的的速速度度v m/s；（2）已已知知重重力力加加速速度度大大小小为为g，为为求
11、求出出动动摩摩擦擦因因数数，还还必必须须测测量的物理量是量的物理量是（填正确答案标号）。（填正确答案标号）。A物块的质量物块的质量B斜面的高度斜面的高度C斜面的倾角斜面的倾角答案（答案（1）3.251.79（2）C1（1）如如图图4所所示示为为“探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律”的的实实验装置图，按照实验要求应该（）验装置图，按照实验要求应该（）图图4A先释放小车，再接通电源先释放小车，再接通电源B先接通电源，再释放小车先接通电源，再释放小车C同时释放小车和接通电源同时释放小车和接通电源（2）本实验必须（）本实验必须（）A要平衡摩擦力要平衡摩擦力B要求悬挂物的质量远小于
12、小车的质量要求悬挂物的质量远小于小车的质量C上述两项要求都不需要上述两项要求都不需要（3）如如图图5为为在在“探探究究小小车车速速度度随随时时间间的的变变化化规规律律”实实验验中中，得得到到的的纸纸带带，从从中中确确定定五五个个计计数数点点，量量得得d18.00 cm，d217.99 cm，d330.00 cm，d444.01 cm。每每相相邻邻两两个个计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔是是0.1 s。则则打打C点点时时小小车车的的速速度度vC m/s，小车的加速度小车的加速度a m/s2。（结果保留两位有效数字）。（结果保留两位有效数字）图图5答案（答案（1）B（2）C（3）1.12.02
13、（2016泰泰安安模模拟拟）一一小小球球在在桌桌面面上上从从静静止止开开始始做做加加速速运运动动，现现用用高高速速摄摄影影机机在在同同一一底底片片上上多多次次曝曝光光，记记录录下下小小球球每每次次曝曝光光的的位位置置，并并将将小小球球的的位位置置编编号号。如如图图6甲甲所所示示，1位位置置恰恰为为小小球球刚刚开开始始运运动动的的瞬瞬间间，作作为为零零时时刻刻。摄摄影影机机连连续续两两次次曝曝光光的的时时间间间间隔隔均均为为0.5 s，小小球球从从1位位置置到到6位位置置的的运运动动过过程程中中经经过过各各位位置置的的速速度度分分别别为为v10，v20.06 m/s，v3m/s，v40.18 m
14、/s，v5m/s。在在如如图图乙乙所所示示坐坐标标系系中中作作出小球的速度出小球的速度时间图象（保留描点痕迹）。时间图象（保留描点痕迹）。图图6答案答案0.120.24图见解析图见解析3在在做做“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验时时，某某同同学学得得到到一一条条用用打打点点计计时时器器打打下下的的纸纸带带如如图图7所所示示，并并在在其其上上取取A、B、C、D、E、F、G 7个个计计数数点点，每每相相邻邻两两个个计计数数点点间间还还有有4个个点点，图图中中没没有有画画出出，打打点点计计时时器器接接周周期期为为T0.02 s的的交交流流电电源源。他他经经过过测测量量并并计计算算得
15、得到到打打点点计计时时器器在在打打B、C、D、E、F各各点点时时物物体的瞬时速度如下表：体的瞬时速度如下表：图图7（1）计算）计算vF的公式为的公式为vF；（2）根根据据（1）中中得得到到的的数数据据，以以A点点对对应应的的时时刻刻为为t0，作作出出vt图象，并求物体的加速度图象，并求物体的加速度am/s2；（3）如如果果当当时时电电网网中中交交变变电电流流的的频频率率是是f51 Hz，而而做做实实验验的的同同学学并并不不知知道道，那那么么加加速速度度的的测测量量值值与与实实际际值值相相比比（填（填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不变不变”）。）。速度/ms10.1220.164 0.205
16、 0.250 0.289对应点BCDEF42016天天津津理理综综，9（2）某某同同学学利利用用图图8所所示示装装置置研研究究小小车车的匀变速直线运动。的匀变速直线运动。图图8（1）实验中，必要的措施是）实验中，必要的措施是。A细线必须与长木板平行细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力平衡小车与长木板间的摩擦力（2）他他实实验验时时将将打打点点计计时时器器接接到到频频率率为为50 Hz的的交交流流电电源源上上，得得到到一一条条纸纸带带，打打出出的的部部分分计计数数点点如如图图9所所示示（每
17、每相相邻邻两两个个计计数数点点间间还还有有4个个点点，图图中中未未画画出出）。s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm。则则小小车车的的加加速速度度am/s2（要要求求充充分分利利用用测测量量的的数数据据），打打点点计计时时器器在在打打B点点时时小小车车的的速速度度vBm/s。（结结果果均均保保留留两两位有效数字）位有效数字）图图9解解析析（1）若若细细线线与与长长木木板板不不平平行行，随随着着小小车车逐逐渐渐靠靠近近滑滑轮轮，细细线线与与水水平平方方向向的的夹夹角角增增大大，小小车车所所受受合合力力随随之之变变化化
18、，因因此此小小车车的的加加速速度度发发生生变变化化，即即小小车车不不做做匀匀变变速速直直线线运运动动，故故细细线线必必须须与与长长木木板板平平行行，A选选项项必必要要；先先接接通通电电源源，待待打打点点计计时时器器稳稳定定工工作作后后再再释释放放小小车车，点点迹迹按按匀匀变变速速运运动动规规律律显显现现在在纸纸带带上上；若若先先释释放放小小车车再再接接通通电电源源，则则开开始始阶阶段段点点迹迹不不规规律律，误误差差较较大大，故故B项项必必要要；该该实实验验研研究究小小车车的的匀匀变变速速直直线线运运动动，与与小小车车所所受受到到的合力及合力大小的计算无关，故的合力及合力大小的计算无关，故C、D项不必要。项不必要。答案（答案（1）AB（2）0.800.40
