专题（03）实验一　研究匀变速直线运动-----2021年高考物理一轮复习考点全攻关

2021年高考物理一轮复习考点全攻关 专题（03）实验一 研究匀变速直线运动（原卷版） 双击过关： 基本实验要求 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸． 2．实验原理(如图1所示) 图1 3．实验步骤 (1)按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析． 4．注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行． (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，后取下纸带． (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞． (4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜． (5)小车从靠近打点计时器位置释放． 基本实验方法 1．数据处理 (1)目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，分析物体的运动性质等． (2)方法 ①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质． ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝＝. ③利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. ④利用速度—时间图象求加速度 a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； b．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离． (2)Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…. (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)． (4)Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等. 命题热点一：教材原型实验 【例1】某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图2所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是_____点．在打出C点时物块的速度大小为_____ m/s (保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留2位有效数字)． 图2 【变式1】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3(a)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，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) 图3 (1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的． (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为_______ m/s2.(结果均保留两位有效数字) 【变式2】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图4甲所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s．(结果保留三位有效数字) 图4 (1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD＝________ m/s，vC＝________ m/s，vB＝________ m/s. (2)在图乙所示的坐标系中作出小车的v－t图象(tA＝0)，并根据图象求出a＝________ m/s2. 命题热点二：实验拓展创新 1．复习启示 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景．因此，要在夯实教材实验的基础上注意迁移和创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题． 2．情景拓展 3．数据处理 (1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度． (2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间Δt，由v＝求速度． (3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度． 类型1　实验情景创新 【例2】某同