第一章 实验一 研究匀变速直线运动（Word教参）-2022高考物理一轮复习【优化指导】高中总复习·第1轮（全国通用）

实验一　研究匀变速直线运动 ◎认识“两种仪器” 电火花打点计时器和电磁打点计时器 1．作用：计时仪器，接频率为50 Hz交变电流，每隔0.02 s打一次点 2. eq \a\vs4\al(工作,条件) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电磁打点计时器：4～6 V交流电源,电火花打点计时器：220 V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0.02 s；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0.1 s. 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． (一)对实验原理、注意事项的考查 1．(2020·山东日照联考)某物理小组利用图甲所示的实验装置研究小车的匀变速直线运动． (1)实验中，保证小车做匀变速直线运动的必要措施是________(填写选项前的字母) 甲 A．细线必须与长木板平行 B．将长木板上没有滑轮的一端适当垫高 C．钩码的质量远远小于小车的质量 D．先接通电源后释放小车 (2)实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，打出几条纸带，选取一条比较清晰的纸带，部分计数点A、B、C、D、E、F、G如图乙所示(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).相邻计数点之间的距离分别为SAB＝3.50 cm，SBC＝4.32 cm，SCD＝5.10 cm，SDE＝5.88 cm，SEF＝6.69 cm，SFG＝7.55 cm.则小车的加速度a＝________ m/s2(要求充分利用测量的数据，结果保留两位有效数字). 乙 (3)研究变速运动时，往往用 eq \f(Δx,Δt) 求某个点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是________(选填“越小越好”或“与大小无关”). 解析　(1)A.细线与长木板平行，可保证小车拉力方向不变，小车做匀速直线运动，A正确． B．本实验不需要平衡摩擦力，有摩擦力小车也做匀变速直线运动，B错误． C．本实验不保证钩码的质量远远小于小车的质量也可以使小车做匀变速直线运动，C错误． D.这是实验操作中的注意事项，与小车是否做匀变速直线运动没有关系，D错误． (2)根据题意可知，打点周期T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据逐差法求得加速度： a＝ eq \f(（SDE＋SEF＋SFG）－（SAB＋SBC＋SCD）,（3T）2) ×10－2 m/s2＝0.80 m/s2 (3)用平均速度代替瞬时速度，需要保证时间极短，所以时间越小越好． 答案　(1)A　(2)0.80　(3)越小越好 (二)对实验数据处理、误差分析的考查 2．(2019·全国卷Ⅰ)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　物块加速下滑，因此打点间距逐渐增大，故先打A点． C点的速度vC＝ eq \f(xBD,2T) ＝ eq \f(4.65×10－2,2×0.1) m/s≈0.233 m/s 由图知 xAB＝1.20 cm xBC＝xAC　－xAB＝1.95 cm xCD＝xAD　－xAC　＝2.70 cm xDE＝xAE－xAD　＝3.45 cm 得Δx＝xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝aT2 解得物块下滑的加速度a＝0.75 m/s2 答案　A　0.233　0.75 本题相邻两计数点之间还有4个打出的点未画出，故T＝5×0.02 s＝0.1 s，不可用T＝0.02 s计算． 3．(2020·云南陆良一模)某同学利用图甲所示的实验装置探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始，每5个点取