实验一 研究匀变速直线运动-2022高考物理【创新教程】大一轮高考总复习全程解决方案教师用书（人教版）

◆ 数据处理 1．利用逐差法求平均加速度：a1＝. ＝，，a3＝，a2＝ 2．利用平均速度求瞬时速度：vn＝. ＝ 3．利用速度－时间图像求加速度：作出速度－时间图像，通过图像的斜率求物体的加速度． ◆ 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图像时出现作图误差． 3．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同． 4．长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差． ◆ 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，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧． 热点一　对实验步骤和实验原理的考查 [典题例析] [典例1]　(2020·东北三省联考)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： (1)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，在下面的仪器和器材中，必须使用的有____________．(填选项代号) A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺　　D．秒表　　E．天平 (2)实验过程中，下列做法正确的是______________． A．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离，如图所示(单位：cm)．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4＝____________m/s，小车的加速度大小a＝____________m/s2.(保留两位有效数字) [解析]　(1)打点计时器应使用交流电源，测量纸带上点间的距离需用到刻度尺． (2)为充分利用纸带和实验的顺利进行，应采用A、D中的做法． (3)相邻计数点之间还有4个点未画出，说明相邻计数点之间的时间间隔是0.1 s．由全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得 v4＝ m/s≈0.41 m/s 据逐差法得 a＝ m/s2≈0.76 m/s2 [答案]　(1)AC　(2)AD　(3)0.41　0.76 [跟踪训练] 1．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，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乙所示，其中每相邻两点之间还有4个计时点未画出． (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平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：____________.(填代码) (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝__________s. (3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝__________. (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝____________. 解析：(1)正确的实验步骤为D、C、B、A. (2)相邻两个计数点间的时间间隔T＝5× s＝0.1 s. (3)匀变速直线运动一段位移内的中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，则计数点5对应的瞬时速度大小为v5＝. (4)用逐差法求得小车的加速度 a＝. 答案：(1)DCBA　(2)0.1　(3) (4) 热点二　对实验数据的处理及误差分析的考查 [典题例析] [典例2]　(2019·课标Ⅰ，22)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)． [解析]　本题考查利用打点计时器探究匀变速直线运动的速度和加速度的关系，以及考生处理实验数据的能力，体现了以科学态度进行科学探究的核心素养． 物块沿倾