2017年高考物理一轮复习课件 实验（1）研究匀变速直线运动

2017年高考物理一轮复习课件 实验（1）研究匀变速直线运动内容摘要：

1、实验一 研究匀变速直线运动 实验目的 加速度。 能画出小车运动的 v 据图象求加速度。 实验原理 1. (1)沿直线运动的物体在连续相等时间 x2、， 若 x ， 则说明物体在做匀变速直线运动 ， 且 x (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 v v 说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。 实验过程 注意事项 纸带和细绳要和木板平行。 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。 在到达长木板末端前应让小车停止运动 ， 要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 小车的加速度要适当大些 ， 可以减小长度的测量误差 ， 加速度大小 2、以能在约 50 7个计数点为宜。 选择一条点迹清晰的纸带 ， 舍弃点密集部分 ， 适当选取计数点。 在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位 (避免所描点过密或过疏，而导致误差过大 )，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。 热点一 实验原理与实验操作 【 例 1】 (2015广东理综 ， 34)(1)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。 请完成以下主要实验步骤：按图 1(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带 ， 使重物 _(填 “ 靠近 ” 或 “ 远离 ” )计时器下端； _， _， 使重物自由下落 3、；关闭电源 ， 取出纸带；换新纸带重复实验。 图 (b)和 (c)是实验获得的两条纸带，应选取 _(填 “b”或“c”)来计算重力加速度。 在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和 _。 图 1 解析 为了使纸带打下的点多一些 ， 竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物靠近打点计时器下端 ， 且应先接通电源 ， 再释放纸带 ， 使重物自由下落。 重物下落是匀加速运动 ， 故应选 “ b”来计算重力加速度；重物下落过程中系统受重力 ， 空气阻力 ， 纸带与打点计时器间的摩擦力等。 答案 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 4、之间有摩擦 特别提醒 (1)凡是应用打点计时器的实验 ， 都必须先接通电源 ， 等打点稳定后 ， 再释放纸带。 (2)使重物尽可能移动较大的距离，获得较长的打点纸带，以方便研究重物的运动。 【 变式训练 】 甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。 图 2 实验步骤如下： 打点计时器在纸带上打下一系列小点 ，重复几次 ， 选出一条点迹比较清晰的纸带 ， 从便于测量的点开始 ， 每五个点取一个计数点 ， 如图乙中 a、 b、 c、 结合上述实验步骤 ， 请你继续完成下列任务： (1)实验中 ， 除打点计时器 (含纸带 、 复写纸 )、 小车 、 一端附有滑轮的长木板 、 细绳 、 钩码 、 导线及 5、开关外 ， 在下列仪器和器材中 ， 必须使用的有 _。 (填选项代号 ) 0 (2)如果小车做匀加速运动 ， 所得纸带如图 2乙所示 ， 则 _， 已知打点计时器打点的时间间隔是 t， 则打 _。 解析 (1) 实验中打点计时器要使用 50 H z 的低压交流电源；测量x 1 、 x 2 、 x 3 要使用刻度尺；实验中无需使用停表、天平、重锤和弹簧测力计，故选 A 、 D。 (2) 因小车做匀加速直线运动，所以相邻相等时间内的位移之差是恒量，故 x 3 x 2 x 2 x 1 ； c 点是 的时间中点，则 c 点的瞬时速度等于该段的平均速度，即 v c x 2 x 32 5 tx 2 x 6、310 t。 答案 (1)A D (2) x 3 x 2 x 2 x 1 x 2 x 310 t 热点二 实验数据处理 【例 2】 某实验小组采用如图 3甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律，打点计时器工作频率为 50 乙是实验中得到的一条较理想的纸带，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为 s。 甲 乙 通过计算已经得出了打下 B、 C、 以 通过描点连线得到了如图丙所示的图象。 试分析下列问题： 丙 图 3 (1)打点计时器打 _m/s。 (保留三位有效数字 ) (3)根据图象求出打点计时器打下 _m/s。 解析 (1) 打下 E 点时小车的速度 vE（ 10 22 s m/ s 7、。 (2) 速度图象的斜率为加速度。 由图可得直线的斜率 k m/ 车的加速度为 a m/ (3) 图象在纵轴上的截距表示计时起点的速度： m/ s。 答案 (1)2)3) 变式训练 】 2.(2015浙江嘉兴高三 3月教学测试 )(1)如图 4所示为 “ 探究小车速度随时间变化的规律 ” 的实验装置图，按照实验要求应该 ( ) 图 4 再接通电源 再释放小车 (2)本实验必须 ( ) (3)如图 5为在 “ 探究小车速度随时间的变化规律 ” 实验中，得到的纸带，从中确定五个计数点，量得 cm，相邻两个计数点间的时间间隔是0.1 s。 则打 _ m/s，小车的加速度 a _ m/(结果保留两位有 8、效数字 ) 图 5 解析 (1) 实验中应该先接通电源，再释放小车，选项 B 正确。 (2) 本实验不是验证牛顿第二定律的实验，只需要保持合力恒定即可，选项 C 正确。 (3) 根据匀变速直线运动的规律， vC 1.1 m/ s ，加速度 a 2 2.0 m / 答案 (1)B (2)C (3)点三 实验的改进与创新 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材 ， 即所谓情境新而知识旧。 因此做实验题应注重迁移创新能力的培养 ， 用教材中实验的原理 、 方法和技巧处理新问题。 2 . 获得加速度方法的改进 长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示 替代靠重物的拉力获得加 速度。 【 例 3】 9、(2015新课标全国 ， 22)某同学用图 6(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。 已知打点计时器所用电源的频率为 50 物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示 ， 图中标出了五个连续点之间的距离。 图 6 (1)物块下滑时的加速度 a m/打 v m/s； (2)已知重力加速度大小为 g， 为求出动摩擦因数 ， 还必须测量的物理量是 (填正确答案标号 )。 A 物块的质量 B 斜面的高度 C斜面的倾角 解析 ( 1 ) 打点计时器的打点周期 T s ，根据纸 带数据可知，加速度 a （ （ m/ C 点时物块的速度 vC m/s ( 2 ) 由牛顿第二定律得加速 10、度 a g g c ，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角。 答案 (1)2)C 【 变式训练 】 3. 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 7甲所示， a、 有物体从 a、 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来。 现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中 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 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 10 2 10 3 s。 d，其示数如图丙所示。 (1)滑块的宽度 d (2)滑块通过光 11、电门 1时的速度 m/s，滑块通过光电门 2时的速度 m/s。 (结果保留两位有效数字 ) (3)由此测得的瞬时速度 它们实质上是通过光电门 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。 解析 ( 1 ) d 10 2 m m c m。 ( 2 ) v 1 10 10 2 m/s 1.0 m/s v 2 10 10 3 m/s 2.5 m/ s (3)和 2时的平均速度 ， 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值 ， 可将滑块的宽度减小一些。 答案 (1)2)3)平均速度 滑块 甲所示 ， 其中斜面倾角 可调。 打点计时器的工作频率为 50 纸带上计数点的间距如图乙所示 ， 其中每相邻两点之间还有 4个记录点未画出。 图 8 (1)部分实验步骤如下： 关闭电源 ， 取出纸带 待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小。