专题1.8 实验：研究匀变速直线运动-2021年高考物理一轮复习考点扫描

2021年一轮考点扫描微专题 专题1.8 实验：研究匀变速直线运动 目录 目录 1 【考点扫描】 1 一　实验原理与操作 1 二　数据处理与误差分析 2 三　实验拓展与创新 2 【典例分析】 3 【专题精练】 7 【考点扫描】 一　实验原理与操作 1．匀变速直线运动的判断 (1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动． (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v－t图象，若图象是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动． 2．由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn＝来计算． 3．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法 根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝＝，即为物体的加速度． 在数据处理时可以对纸带重新分段，把6段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔为3T. 4.实验操作中的注意事项 (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)两先两后：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)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮碰撞． (5)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． 二　数据处理与误差分析 1．处理数据时应注意的问题 (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． (4)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，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． 2．减小实验误差的措施 (1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差． (2)用作图法作出的v ­t图象各点并不会都在一条直线，为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． (3)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． (4)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均加速度，为减小误差可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨． 三　实验拓展与创新 创新角度 实验装置图 创新解读 实验装置的改进与创新 用滴水针头替代打点计时器打纸带 用光电门替代打点计时器测速度、加速度 用频闪照相代替打点计时器测速度、加速度 实验原 理及数 据的获 取与测量 1.滑块在斜面上靠重力沿斜面向下的分力与摩擦力的合力获得加速度 2．挡光片经过光电门的平均速度作为滑块速度 3．平均速度的大小与挡光片的长度有关 实验原 理及数 据的获 取与测量 1.物块在斜面上靠重力沿斜面向下的分力与摩擦力的合力获得加速度 2.由纸带确定物块的加速度 3.结合牛顿第二定律求动摩擦因数 【典例分析】 【例1】(2020·四川绵阳市高中高三上学期第二次诊断)小明用如图甲所示装置测量重力加速度，用电磁打点计时器(频率为50 Hz)打出纸带的一部分如图乙所示。 (1)由打出的纸带可判断，实验时小明是用手拿着纸带的________(选填“A”或“B”)端由静止释放的。 (2)本实验________(选填“需要”或“不需要”)用天平测重物的质量。 (3)纸带上所打点1至9均为计时点，用刻度尺测得1、2两点之间的距离x12＝4.56 cm,7、8两点之间的距离x78＝2.23 cm，结合这两个数据可以算出当地重力加速度为________ m/s2。(保留三位有效数字) 【易错点分析】有效数字的位数：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字 【例2】 (2020莒南一中月考)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出． (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在长木板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是________(