笔记&必记 第二章 匀变速直线运动的研究-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

☑笔记&必记 第二章匀变速直线运动的研究 1.实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.打点计时器的原理及使用 电磁打点计时器 电火花计时器 限位孔 振针 永久磁铁 线圈 仪器图示 复写纸 纸带振片 工作电压 约为8V交变电源 220V交变电源 打点方式 振针周期性上下振动 周期性产生电火花 打点周期 0.02s(电源频率为50Hz) 0.02s(电源频率为50Hz) 实验误差 振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大 火花放电不会影响纸带运动，误差较小 记录信息 位置、时刻或位移、时间 2.电磁打点计时器易出现故障的原因分析及调节方法 现象 原因 调节方法 (1)振针过高 (1)把振针适当调低 打点不清晰 (2)电压太低 (2)调高电压 (3)复写纸用得太久 (3)换新的复写纸 (1)振针过低 (1)把振针适当调高一些 打的不是点，是短线 (2)所加电压太高，使振幅过大 (2)适当调低电压 打双点 振针松动 把振针固定 3.数据处理 打点计时器打点的周期为T,则A、B、CD、…各点的瞬时速度分别为04=，、 2T、 UB= x2十x3 x3十x4 x4十x5 2T 、Uc= 2T 、UD= 2T、… 把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。 位置 C D E (xn十xn+1)/m w/(m·s-1) 作出ⅴ-t图像分析运动规律 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据 在坐标系中描点。 6 ·物理 第二章匀变速直线运动的研究● (2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均 4xfm·s) 匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。 (3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。 (4)根据0-1图像，利用图像的斜率求出小车运动的加速度α= △t 4.误差分析 (1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度所带来的系统误差。为减小误差，应取以 计数点为中心的较小位移△x来求平均速度。 (2)分段测量计数点间的位移x带来误差。减小此误差的方法是依次测量完成，即依 次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。 (3)计数点间的时间△t搞错。计数点间涉及到n个打印点，计数点间的时间间隔为 △t=(n-1)×0.02s。 (4)作-t图像不用坐标纸、刻度尺，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差。 (5)使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。 (6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。 (7)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是依次测量完成（可先 统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 5.注意事项 (1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 (2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 (3)打点完毕，立即关闭电源。 (4)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点（注意计数点 与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 (5)要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕。 (6)在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在坐 标平面中央。 【典例】如图所示，是某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用打点计 时器得到的表示小车运动过程中的一条清晰纸带，打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,将纸带上每隔四个点（图上没画出）按打点顺序依次标为A、B、C、…,其中x1=7.O5 cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。 1152119 XI X2 X3 X4 (1)下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计 时器打下D点时小车的瞬时速度。 位置 B C D ® F 速度/(m·s1) 0.737 0.801 0.928 0.994 物理· ☑笔记&必记 (2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的v-t图线。 (3)根据你画出的小车的v-t图线计算出的小车的加速度a= m/s2,方 向是 (选填“A→>B”或“B→A”)。 4m·s) 1.00日 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.7060.100.200.300.400.50s 【思路点拔】)由-求跨时速度： (2)描点作图； (3)根据v-t图线斜率求加速度。 【解析】(1)打下D点时小车的瞬时速度p=乙，十=(8.33+8.95)X10m= 2T 2×0.1s 0.864m/s。 (2)小车的v-t图线如图所示。 ↑m·s- 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.700