1、实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 实验一 研究匀变速直线运动 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 1实验目的用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律2实验原理(1)打点计时器表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况纸带上点的意义电磁打点计时器：6 V以下交流电源电火花计时器：220 V交流电源工作条件计时仪器，每隔0.02 s打一次点作用实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集(
2、2)利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为 v1、v2、v3、v4、，若 v2v1v3v2v4v3，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即 avtv1t v2t.沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为 x1、x2、x3、x4、，若 xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且 xaT2.实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集(3)速度、加速度的求解方法即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出vt图象，直线的斜率即表示加速度“图
3、象法”求加速度“逐差法”求加速度“平均速度法”求速度即 vnxnxn12T，如图所示即 a1x4x13T2，a2x5x23T2，a3x6x33T2，然后取平均值，即 a a1a2a33，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 3.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.实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 1实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌
4、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，调节滑轮的高度，使细绳与长木板平行实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集(3)把小车停在靠近打点计时器处，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，重复三次(4)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五
5、个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明 0、1、2、3、4、，测量各计数点到 0 点的距离 x，记录并填入表中.v/(ms1)0 x/m0时间t/s543210位置编号实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集(5)计算出相邻的计数点之间的距离 x1、x2、x3、.(6)利用一段时间内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1、2、3、4、5 的瞬时速度，填入上面的表格中(7)增减所挂钩码数，再做两次实验实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 2数据处理及实验结论(1)由实验数
6、据得出 vt 图象根据表格中的 v、t 数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致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实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集(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：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
7、既然小车的 vt 图象是一条倾斜的直线，那么 v 随 t 变化的函数关系式为 vktb，所以小车的速度随时间均匀变化实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 3误差分析(1)偶然误差纸带上计数点间距测量有误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差用作图法作出的 vt 图象并不是一条直线因此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点(2)系统误差纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平
8、均加速度实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 4注意事项在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，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准确作图选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点纸带选取小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集减小误差在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞防止碰撞实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带一先一后释放小车前，应使小车停在
9、靠近打点计时器的位置靠近纸带、细绳要和长木板平行平行实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 1在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_.A把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B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C再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，每次必须由静止释放小车D把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E把小车停在靠近打点计时
10、器处，接通直流电源后，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，重复三次F从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位在选好的开始点下面记作 0，往后第六个点作为计数点 1，依此标出计数点 2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离G根据公式 a1x4x13T2，a2x5x23T2，a3x6x33T2 及 aa1a2a33求出 aABCDFG 解析 试题 在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小运动误差也要减小纸带的分析
11、误差其中 E 项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 2某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f50 Hz.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：sA16.6 mm、sB126.5 mm，sD624.5 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；(取两
12、位有效数字)(3)物体的加速度大小为_(用 sA、sB、sD 和 f 表示)0.1 解析 试题 (1)电源频率 f50 Hz，所以相邻两点间时间间隔 t1f0.02 s，每隔 4 个点取 1 个计数点，则相邻两计数点的时间间隔 T5t50.02 s0.1 s.(2)计数点 C 是计数点 B、D 的中间时刻点，所以 vCsDsB2T2.5 m/s.(3)设物体做匀加速直线运动的加速度为 a，则根据 saT2得(sCsB)(sBsA)aT2，(sDsC)(sCsB)aT2.联立两式并消去 sC 得 a sD3sB2sA3T2sD3sB2sAf275.2.5 sD3sB2sAf275热点一 实验原理
13、及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 1(2016湖南衡阳五校联考)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G 7 个计数点，每相邻两个计数点间还有 4 个点图中没有画出，电火花计时器接 220 V、50 Hz 交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打 B、C、D、E、F 各点时物体的瞬时速度如下表：解析 试题 对应点BCDEF速度/(ms1)0.1410.1850.2200.2540.
14、301(1)设电火花计时器的周期为T，计算vF的公式为vF_；(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图象(3)利用该图象求得物体的加速度a_ m/s2；(结果保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 解析 (1)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度
15、等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为 T，所以从 E 点到 G 点时间为 10T，有 vFd6d410T.(2)根据表中数据，利用描点法作出图象如图所示(3)图象斜率大小等于加速度大小，故 avt0.40 m/s2.(4)打点计时器的打点频率与交流电源的频率相同，电源电压降低不改变打点计时器打点周期，所以对测量结果没有影响(1)d6d410T (2)图见解析(3)0.40(4)不变热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 试题 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 2实验中，如图所示为一次记
16、录小车运动情况的纸带，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔 T0.1 s.(1)根据纸带可判定小车做_运动(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s.在如图所示坐标中作出小车的 v-t 图线，并根据图线求出小车加速度 a_.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是_.(1)匀加速直线(2)3.90 2.64 1.38图见解析12.60 m/s2(3)小车经过A点的速度 解析 试题 (1)根据纸带提供的数据可知xBCxABxCDxBCxDExCD12.60 cm，故小车做匀加速直线运动(2)根据在匀变速直线运动中 vt2
17、v 可知vD105.6027.601020.2 m/s3.90 m/svC60.307.501020.2 m/s2.64 m/svB27.601020.2 m/s1.38 m/s描点连线得如图所示 vt 图线，根据图线斜率知 a12.60 m/s2.(3)图线与纵轴交点的速度的物理意义是小车经过 A 点的速度热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 1.某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片图，已知频闪仪每隔 0.05 s 闪光一次，图中所标数据为实际距离(当地重力
18、加速度取 9.8 m/s2，小球质量 m0.2 kg，结果保留三位有效数字)(1)由频闪照片上的数据计算 t4 时刻小球的速度v4_ m/s.(2)小球上升的加速度大小约为 a_ m/s2.(3)对(2)的数据进行分析，可得到的结论是_.3.98 解析 试题 (1)做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故 t4 时刻的瞬时速度等于 t3t5 时间段的平均速度，即v4h3h42T21.1618.6610220.05 m/s3.98 m/s.(2)由 xaT2 得，小球的加速度大小为ah1h2h3h44T226.1823.6821.1618.6640.052102m/
19、s210.0 m/s2.(3)小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用10.0 小球上升过程中受到空气阻力的作用热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 解析 试题 2.利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t.改变光电门甲的位置进行多次测量，
20、每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量光电门甲、乙之间的距离 s，记下相应的 t 值，所得数据如下表所示.s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4st/(ms1)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 vt、测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图给出的坐标纸上画出stt 图线；(3)由所画出的stt 图线，得出滑块加速度的大小为a_ m
21、/s2.(保留两位有效数字)热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 热 点 解析 (1)滑块沿斜面向下做匀加速运动，其逆过程为初速度为 vt、加速度为 a 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有 svtt12at2，也可表示为st12atvt.(2)根据表中数据描点连线可得stt 图线，如图所示(3)由关系式st12atvt 可得，图线的斜率 ka2，由图线求出 k1.0，故 a2k2.0 m/s2.(1)st12atvt或s12at2vtt(2)图见解析(3)2.0(在 1.82.2 范围内都可)热点一 实验原理及操作 热点二 数据处理及误差分析 热点三 创新实验设计 试题 实验一 研究匀变速直线运动实验知识梳理 随堂巩固演练 上页 下页 要点核心突破 热点分类聚集 随堂巩固演练 本课内容结束
