1、实 验 基 础热 点 突 破实验一 测定匀变速直线运动的加速度实 验 基 础热 点 突 破实验目的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图像，根据图像求加速度。实 验 基 础热 点 突 破实验原理1.实 验 基 础热 点 突 破2匀变速直线运动的判断(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T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。(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vt图像。若vt图线是一条倾斜的直线，则说
2、明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。实 验 基 础热 点 突 破实验过程实 验 基 础热 点 突 破注意事项1平行：纸带和细绳要和木板平行。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，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。4减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜。实 验 基 础热 点 突 破5纸带选取：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。6准确作图：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
3、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。实 验 基 础热 点 突 破例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；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。热点一 实验原理与实验操作实 验 基 础热 点 突 破图(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
4、，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实 验 基 础热 点 突 破解析 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 纸带与打点计时器之间有摩擦实 验 基 础热 点 突 破(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
5、物的运动。实 验 基 础热 点 突 破变式训练1某同学用如图2甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。图 2实 验 基 础热 点 突 破实验步骤如下：A安装好实验器材B让小车拖着纸带运动，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、d等点C测出x1、x2、x3结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：实 验 基 础热 点 突 破(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、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有_。(填选项代号)A电压合适的50 Hz交流电源B电压
6、可调的直流电源C停表D刻度尺E天平F重锤G弹簧测力计实 验 基 础热 点 突 破(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图2乙所示，则x1、x2、x3的关系是_，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是_。解析(1)实验中打点计时器要使用 50 Hz 的低压交流电源；测量 x1、x2、x3 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 x3x2x2x1；c 点是 bd 段的时间中点，则 c点的瞬时速度等于该段的平均速度，即 vcx2x325t x2x310t。答案(1)AD(2)x
7、3x2x2x1 x2x310t实 验 基 础热 点 突 破例2 某实验小组采用如图3甲所示的实验装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验，打点计时器工作频率为50Hz。图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0.10 s。热点二 实验数据处理甲实 验 基 础热 点 突 破乙通过计算已经得出了打下 B、C、D 四个点时小车的瞬时速度，以 A 点为计时起点，通过描点连线得到了如图丙所示的图像。试分析下列问题：实 验 基 础热 点 突 破丙图 3实 验 基 础热 点 突 破(1)打点计时器打E点时小车的瞬时速度vE_m/s。(保留三位有效数字)(2)小车运动的加速度为
8、a_m/s2。(保留三位有效数字)(3)根 据 图 像 求 出 打 点 计 时 器 打 下 A 点 时 的 速 度 为 vA _m/s。解析(1)打下 E 点时小车的速度vExDF2T6.805.9910220.1 m/s0.640 m/s。实 验 基 础热 点 突 破(2)速度图像的斜率为加速度。由图可得直线的斜率 k0.5600.4000.30.1 m/s20.800 m/s2，小车的加速度为 a0.800 m/s2。(3)图像在纵轴上的截距表示计时起点的速度：vAv00.320 m/s。答案(1)0.640(2)0.800(3)0.320实 验 基 础热 点 突 破变式训练2.(2015
9、浙江嘉兴高三3月教学测试)(1)如图4所示为“测定匀变速直线运动的加速度”的实验装置图，按照实验要求应该()图 4A先释放小车，再接通电源B先接通电源，再释放小车C同时释放小车和接通电源(2)本实验必须()A要平衡摩擦力B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实 验 基 础热 点 突 破(3)如图5为在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到的纸带，从中确定五个计数点，量得d18.00 cm，d217.99cm，d330.00 cm，d444.01 cm。每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1 s。则打C点时小车的速度vC_ m/s，小车的加速度a_ m/s2。(结果保留两位有
10、效数字)图 5实 验 基 础热 点 突 破解析(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，vCd3d12T 1.1 m/s，加速度 ad4d2d24T22.0 m/s2。答案(1)B(2)C(3)1.1 2.0实 验 基 础热 点 突 破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。热点三 实验的改进与创新1实验器材的改进实 验 基 础热 点 突 破2获得加速度方法的改进长木板倾
11、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。实 验 基 础热 点 突 破例3(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 Hz，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。实 验 基 础热 点 突 破图 6(1)物块下滑时的加速度 a_ m/s2，打 C 点时物块的速度 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斜面的倾角实 验 基 础热 点 突 破解析(1)打点计时
12、器的打点周期 T0.02 s，根据纸带数据可知，加速度 axCDxDExABxBC4T23.25 m/s2；打 C 点时物块的速度 vCxBD2T1.79 m/s(2)由牛顿第二定律得加速度 agsin gcos，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)3.25 1.79(2)C实 验 基 础热 点 突 破变式训练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、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光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M
13、N是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，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P点悬有一铅锤。实 验 基 础热 点 突 破实验时，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1.0102 s和4.0103 s。用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示。图 7实 验 基 础热 点 突 破(1)滑块的宽度d_ cm。(2)滑块通过光电门1时的速度v1_ m/s，滑块通过光电门2时的速度v2_ m/s。(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，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。实 验 基 础热 点 突 破解析(1)d10 mm0.05 mm210.10 mm1.010 cm。(2)v1dt11.0101021.0102 m/s1.0 m/sv2dt21.0101024.0103 m/s2.5 m/s(3)v1、v2 实质上是通过光电门 1 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)1.010(2)1.0 2.5(3)平均速度 滑块