第一章 实验1 研究匀变速直线运动（配套word）-2023老教材老高考物理【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

实验一　 研究匀变速直线运动 [对应学生用书P8] 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(如图所示) 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，下端挂上合适的钩码，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。 5．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。 [对应学生用书P9] 热点一　实验原理和操作 [例1]　(2021·青铜峡模拟)用一端装有定滑轮的长木板，小车、打点计时器(频率为50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图(a)所示的装置，用钩码拉动小车做匀加速直线运动，得到如图(b)所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。 (1)在这一实验中，某同学操作了以下实验步骤，其中有明显错误的步骤是________。(填写字母) A．将打点计时器固定在平板上，并接好电路 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．将小车移至靠近定滑轮处 E．放开纸带，再接通电源 (2)如图(b)，用毫米刻度尺测量得：AB＝4.56 cm、AC＝12.16 cm、AD＝22.52 cm、AE＝36.06 cm，则打C点时小车的速度大小为__________ m/s；小车的加速度为__________ m/s2。(结果保留三位有效数字) 解析　(1)为了得到更详细的纸带，小车应靠近打点计时器放置，这样通过的纸带比较长，故D错误，在实验中应先接通电源，后释放纸带，E错误。 (2)做匀变速直线运动的物体在中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以 vC＝＝＝0.898 m/s 根据做匀变速直线运动在相等的时间内走过的位移差是一个定值Δx＝aT2，可得a＝2.94 m/s2。 答案　(1)DE　(2)0.898　2.94 热点二　实验数据处理和误差分析 [例2]　(2021·烟台模拟)某同学用如图甲所示装置研究物块的匀变速直线运动。 (1)实验所用的打点计时器如图乙所示，该打点计时器所用的电源是________。 A．4～6 V的交流电 B．4～6 V的直流电 C．220 V的交流电 (2)实验中得到一条清晰的纸带如下图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G,7个点。 以打A点为计时零点，以t为横坐标、(其中d为各点到A点的距离，t表示A点到各点的运动时间)为纵坐标，得到图象的斜率为k，则加速度的大小为________；图线与纵轴的交点表示的物理意义是_______________________________________。 (3)该同学认为：t图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块在t时间内运动的位移大小。他的观点是________(选填“正确”或“错误”)的。 解析　(1)图乙所示的打点计时器为电火花计时器，所用电源为220 V交流电，故选C。 (2)根据d＝v0t＋at2 得＝v0＋at，因此斜率为k＝ 即加速度大小为a＝2k，图线与纵轴的交点为打A点时物块的速度。 (3)不能用t图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块t时间内运动的位移大小，他的观点是错误的。 答案　(1)C　(2)2k　打A点时物块的速度(合理即可)　(3)错误 ———————————————————————————————————————————————————— 热点三　创新实验 创新角度 实验装置图 创新解读 实验原理 的创新 1.