实验01 研究匀变速直线运动（课件） -2020高考物理【师说】高中全程复习方略

教材回扣·夯实基础 ●注意事项 1．平行：纸带、细绳要和长木板平行． 2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置． 3．一先一后：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． 4．减小误差：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． 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，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线． ●误差分析 1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差． 2．作v－t图象时出现作图误差． 3．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同． 透析考点·多维突破 考点一　教材原型实验 实验原理、实验步骤 例 eq \a\vs4\al\co1(,1) [2019·佛山模拟]某同学利用打点计时器测量小车做匀速直线运动的加速度． (1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6 V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔______s 打一次． 交流 0.02 (2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是(　　) A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．哪个先，哪个后都可以 A (3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm. 根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是_______________________________(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是________ m/s，小车的加速度是________ m/s2(以上两空小数点保留两位数字)． 相邻相等时间内的位移差相等 0.53 1.13 解析：(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz 时，它每隔0.02 s打一次点． (2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，A正确． (3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时，小车做匀加速直线运动．vc＝eq \f(x2＋x3,2T)，T＝0.1 s 可求得vc≈0.53 m/s 由 Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得： a＝1.13 m/s2. 数据处理 典例 eq \a\vs4\al\co1(,2) 实验中，如图甲所示为一次记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T＝0.1 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.在如图乙所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出纸带的加速度a＝________. (3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________ m/s，此速度的物理意义是________． 解析：(1)根据纸带提供的数据可知xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60 cm，故小车做匀加速直线运动． (2)vD＝eq \f(xAE－xAC,2T)＝eq \f(105.60－27.60×10－2,0.2) m/s＝3.90 m/s vC＝eq \f(xAD－xAB,2T)＝eq \f(60.30－7.50×10－2,0.2) m/s＝2.64 m/s vB＝eq \f(xAC,2T)＝eq \f(27.60×10－2,0.2) m/s＝1.38 m/s 如图所示描点连线得v－t图线， 由图线斜率知纸带的加速度a＝12.60 m/s2. (3)由图知交点的速度约为0.2 m/s， 表示小车经过A点的速度. 易错提醒 计算速度和加速度特别注意 1.时间间隔： “相邻两个计数点间有4个点”或“每5个点取1个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为0.1 s． 2.单位换算：本实验长度测量数据一般是“厘米”，要换算成“米”． 3.有效数字：按有效数字的要求取计算结果. 考点二　实验的拓展与创新 类型1 利用光电门研究匀变速直线运动 例 eq \a\vs4\al\co1(,1) [2017·全国卷Ⅱ]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． 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