第二章 1 匀变速直线运动的研究-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习全书word（教科版）

1　匀变速直线运动的研究 (方案1为例) 一、数据处理 1.计数点的选取与测量 从三条纸带中选择一条点迹最清晰的,不考虑开头一些过于密集的点,找一个便于测量的点作为计时起点(0点)。可选择相隔0.1 s的若干计数点进行测量,即依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4、…,相邻两计数点间的时间间隔(T=0.1 s)作为一个时间单位。 如图所示,用毫米刻度尺测量每个计数点与起点(0点)的距离x1、x2、x3、…,并记录填入表中。 计数点 0 1 2 3 4 5 … 时间t/s 0 … xn/m 0 … vn/(m·s-1) — … 2.瞬时速度的计算和记录 根据某段区间的平均速度等于该区间中间时刻的瞬时速度,求各计数点的瞬时速度,即v1=,v2=,v3=,…,vn=计算,然后将对应的时刻和瞬时速度填入设计的表格中。 3.求小车的加速度 (1)取任意两个点,用它们的速度差Δv=v2-v1除以相应的时间差Δt=t2-t1,求得加速度。 (2)若取不同的两个点求得的加速度相等,则小车的运动是匀变速直线运动。 (3)图像法分析数据 ①建坐标系 ⅰ.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。 ⅱ.定标度、描点:坐标轴的标度选取要合理,并根据表格中的数据在坐标系中描点。 ②连线:通过所描的点作图线,让这条图线通过尽可能多的点,不在线上的点大致均匀分布在图线的两侧,如图所示。 ③实验结论 若所作v-t图像是一条倾斜的直线,那么当时间增加相同的值Δt时,速度也会增加相同的值Δv,即小车的速度随时间均匀变化。 二、误差分析 项目 产生原因 减小方法 偶然 误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离,而不是直接测量相邻计数点间的距离 描点作图不准确 坐标轴的单位长度选取合适,使图像尽量分布在较大的坐标平面内 系统 误差 长木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的长木板 三、注意事项 1.细线、纸带保持水平状态。 2.小车要靠近打点计时器,保证纸带上打出足够多的点。 3.钩码个数适当,便于分析实验数据和作图。 4.先接通电源后释放小车。 5.对毫米刻度尺读数时,要估读到分度值(1 mm)的下一位。 类型一　实验原理与探究过程 [例1] 某同学用如图1所示的装置探究小车的运动。 (1)实验室已经有了以下器材:电磁打点计时器、秒表、电池组、纸带、复写纸、小车、钩码、细绳、一端附有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是　　　　、　　　　,还需要增添的器材有　　　　　、 　　　　。  (2)用一条纸带穿过打点计时器,该同学发现有如图2中的两种穿法。你认为　　　　(选填“甲”或“乙”)的穿法正确。  (3)实验中某同学写出了如下实验步骤: A.在桌面上放好长木板,在无滑轮的一端固定电磁打点计时器,用导线将打点计时器接到220 V交流电源上。 B.将纸带固定在小车上,并使纸带穿过电磁打点计时器的限位孔。 C.用细绳的一端拴住小车,细绳的另一端跨过长木板上的定滑轮挂上钩码,将小车放在靠近打点计时器一端的长木板上。 D.放开小车,让小车运动后再合上开关,使打点计时器打点。 E.纸带全部通过后断开开关,取下纸带,测量和分析纸带。 乙同学检查了甲同学拟定的实验步骤,发现有两处错误。请你代乙同学纠正甲同学的错误: 错误1:  　 。  错误2:  　。  (4)如图3所示的纸带上,A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,则vB=　　　　m/s。  解析:(1)电磁打点计时器是计时的器材,使用低压交流电源,所以不需要的器材是秒表和电池组。为了得到小车的运动情况,还需要用刻度尺来测量计数点之间的距离,所以还需要低压交流电源和刻度尺。 (2)应用电磁打点计时器时,纸带应放在复写纸的下方,故选乙。 (3)错误1:A中应将电磁打点计时器接到6 V的低压交流电源上。错误2:D中应先合上开关再放开小车。 (4)两点的时间间隔为0.1 s,计数点B对应的小车速度vB== 0.26 m/s。 答案:(1)秒表　电池组　低压交流电源　刻度尺 (2)乙 (3)A中应将电磁打点计时器接到6 V的低压交流电源上　D中应先合上开关再放开小车 (4)0.26 类型二　数据处理与分析 [例2] 某实验小组做“探究小车运动”的实验。 (1)在获得的纸带中,某同学用刻度尺测量纸带距离如图甲所示,B点的读数是　　　　cm;已知打点计时器每 0.02 s 打一个