专题06 研究匀变速直线运动实验-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第一章 直线运动 专题1-06 研究匀变速直线运动实验 第一部分 知识点精讲 实验一　研究匀变速直线运动 [考纲解读]　(1)练习正确使用打点计时器。(2)会计算纸带上各点的瞬时速度。(3)会利用纸带计算加速度。(4)会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。 两种打点计时器 实验器材与步骤 一、实验基本原理与操作 原理装置图 操作要领 ①不需要平衡摩擦力。 ②不需要满足悬挂钩码质量远小于小车质量。 (1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置 (3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 二、区别“两种点” (1)计时点和计数点 打点计时器在纸带上打出的每个点迹叫做计时点，计时点是打点计时器打在纸带上的实际点。若用50 Hz的交流电，则两个相邻点迹(计时点)的时间间隔为0.02 s。计数点是为了方便研究运动规律，从纸带上有规律的选取部分计时点，并加以标号，这些被选取并标号的计时点叫做计数点。两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的规则而定。 纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计时点越稀疏。 三、数据处理与分析 1．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示，0，1，2，…为时间间隔相等的各计数点，x1，x2，x3，x4，…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 2．由纸带求物体运动速度的方法 根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝。 3．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)用“逐差法”求加速度 先根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出 a1＝、a2＝、a3＝， 再算出平均值，即a＝。 (2)用图象法求加速度 先根据vn＝求出所选的各计数点对应的瞬时速度，再作出v­t图象，图象的斜率即物体运动的加速度。 四、纸带的处理 五、误差分析与注意事项 1．误差分析 (1)使用刻度尺测计数点的距离时有误差。 (2)作v­t图象时出现作图误差。 (3)电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同。 (4)长木板表面粗糙程度不同，小车运动时加速度有变化造成误差。 2．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)区分计时点和计数点：计时点是指计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。 (6)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，让尽量多的点落到这条直线上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧。 说明： 第二部分 最新高考题精选 1．（2022年6月浙江选考）（1）“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为 ▲ cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为 ▲ m/s2（保留两位有效数字）。 【参考答案】6.20 1.9 【解题思路】 根据刻度尺读数规则，打计数点B时小车位移大小为6.20cm。由速度图像斜率得加速度a=1.9m/s2。 2. （2021重庆高考）某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化，每1/60s拍摄一张照片。 （1）取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，则相邻标记位置之间的时间间隔是 s。 （2）测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示，由图可知，小球在0.15s~0.35s时间段平均速度的大小 （选填“大于”、“等于”、“小于”）在0.45s~0.65s时间段内平均速度的大小。 （3）在实验器材不变的情况下，能够减小实验误差测量误差的方法有： （写出一种即可） 【参考答案】