（山东专用）2021高考物理一轮复习 实验1 研究匀变速直线运动的特点课件

运动的描述匀变速直线运动第一章实验1研究匀变速直线运动的特点01主干回顾·强化根基◎认识“两种仪器”电火花计时器和电磁打点计时器(1)作用：计时仪器，接频率为50Hz交变电流，每隔0.02s打一次点(2)工作条件电磁打点计时器：4～6V交流电源电火花计时器：220V交流电源◎区别“两种点”1．计时点和计数点的比较计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02s；计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定，如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1s．2．纸带上相邻的两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计数点越稀疏．◎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．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．5．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，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线．02核心考点·探究突破考点一教材原型实验题型1实验原理与操作[例1]在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或多余的步骤是______________________.(填选项字母)A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处，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，下面吊着适当重的钩码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匀速运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔(1)若有遗漏步骤，将遗漏步骤写在下面的横线上．(遗漏步骤可编上序号G、H…)______________________________________．(2)实验步骤的合理顺序为______________________________________．解析A项中应先接通电源，再放开纸带．C中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，D中应先断开电源，使打点计时器停止工作，E属于多余步骤．应补充G.换上新纸带，重复操作三次．H.断开电源，整理好器材．正确合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H．答案见解析题型2实验数据处理[例2](2016·天津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．(1)实验中，必要的措施是________．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．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(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm.则小车的加速度a＝______________m/s2(要求充分利用测量数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝________________m/s.(结果均保留两位有效数字)答案(1)A、B(2)0.800.40解析(1)实验时，若细线与木板不平行，细线的拉力使小车运动过程中与木板间的压力改变造成摩擦力变化，产生实验误差，选项A正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验是研究小车的匀变速直线运动，不平衡小车与长木板间的摩擦力和小车的质量不远大于钩码的质量时小车仍做匀变速直线运动，故选项C、D错误．(2)两点间的时间间隔T＝0.1s；由逐差法可得：a＝s6＋s5＋s4－s3－s2－s19T2＝7.64＋6.78＋5.97－5.19－4.41－3.59×10－29×0.12m/s2＝0.80m/s2在匀变速直线运动中，某段时间的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，故vB＝v－AC＝s1＋s22T＝3.59＋4.41×10－22×0.1m/s＝0.40m/s考点二实验拓展与创新题型1实验器材的创新[例3](2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图甲所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，乙记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(1)由图乙可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图乙的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留2位有效数字)(1)由图乙可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图乙的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留2位有效数字)答案(1)从右向左(2)0.190.038解析(1)由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么相邻两点时间间隔为：T＝3045s＝23s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：vA＝117＋133×10－32×23m/s＝0.19m/s，根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：a＝83＋100－117－133×10－34×232m/s2＝－0.038m/s2.负号表示方向相反．题型2实验方法的拓展[例4](2017·全国卷Ⅱ·22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．图(a)图(b)图(c)实验步骤如下：①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v－表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v－；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v－－Δt图，如图(c)所示．完成下列填空：(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v－与vA、a和Δt的关系式为v－＝_______________________．(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s2.(结果保留3位有效数字)答案(1)vA＋a·Δt2(2)52.116.3解析(1)Δt时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，所以v－＝vA＋a·Δt2．(2)图(c)的纵截距等于vA，由图可知vA＝52.1cm/s，图(c)中直线的斜率k＝a2，k＝Δv－Δt＝8.125cm/s2，所以a＝16.3cm/s2．