第一章 实验一 研究匀变速直线运动-【导与练】2022高考物理一轮总复习教师用书word（教科版）

实验一　研究匀变速直线运动 [footnoteRef:2] [2: ●注意事项 1.平行:纸带和细线要和长木板平行。 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.减小误差:小车的加速度要适当大些,可以减小长度的测量误差,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.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。 ●误差分析 1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差。 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。] 题型一　常规实验 [例1] 如图(甲)、(乙)所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的计时仪器。光电计时器像打点计时器一样,也是一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图(丙)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时,光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,做了一个U形遮光板如图(丁)所示,两个遮光片宽度均为L=5 mm,将此U形遮光板装在小车上,让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器,实验时测得两次遮光时间分别为Δt1=0.10 s,Δt2=0.05 s,从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t=1 s,则: (1)图(乙)是　　　　(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是　　　　　　(选填“交流8 V以下”或“交流220 V”)。它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源,振针每隔　　　　 s打下一点。现在使用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50 Hz时,若仍按照50 Hz计算,则测出的速度值将比真实值　　　　(选填“大”或“小”)。  (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为　　　　 m/s,第二个遮光片通过光电门的速度大小为　　　　 m/s。  (3)小车做加速直线运动的加速度大小为　　　　 m/s2。  解析:(1)图(乙)是电火花计时器,电源采用的是交流220 V。它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源,振针每隔0.02 s打下一点。当电源频率低于50 Hz时,打点时间间隔T大于0.02 s,由v=可知实际计算中时间t偏小,则测出的速度值将比真实值大。 (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为v1==0.05 m/s;第二个遮光片通过光电门的速度大小为v2==0.10 m/s。 (3)根据加速度定义式可得小车的加速度a==0.05 m/s2。 答案:(1)电火花　交流220 V　0.02　大 (2)0.05　0.10　(3)0.05 [例2] (2021·重庆新高考适应性考试)某小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,该打点计时器电源的频率为50 Hz,在打好的纸带上每5个点标记一个计数点,标记结果如图所示。A、B、C、D为连续选择的计数点,其位置分别为20.0 mm、34.0 mm、53.0 mm和77.0 mm。则 (1)图中相邻两计数点的时间间隔是　　　　s。  (2)打B点时小车的速度大小是　　　　 m/s 。  (3)小车运动的加速度大小是　　　　m/s2。  解析:(1)打点计时器的打点周期为0.02 s,相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s。 (2)打B点时小车的速度大小vB== m/s=0.165 m/s。 (3)小车运动的加速度大小为a===×10-2 m/s2=0.5 m/s2。 答案:(1)0.1　(2)0.165　(3)0.5 探究匀变速直线运动特点的三个关键点 (1)运动性质的判断:看相邻计数点间的距离特点。 (2)瞬时速度求解:采用平均速度法求某一点的瞬时速度。 (3)加速度的求解:①v-t图像法;②推论法:Δx=aT2;③逐差法。 [模拟演练1] (2020·天津滨海新区月考)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)实验中必要的措施是　　　　。(多选)  A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。x1=3.59 cm,x2=4.41 cm,x3=5.19 cm,x4=5.97 cm,x5=6.78 cm,x6=7.64 cm。则小车的加速度a=　　　　 m/s2(要求充分