第一章 实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度 研究匀变速直线运动-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

金版教程 高考科学复习解决方案 物理 实验　测量做直线运动物体的瞬时速度 研究匀变速直线运动 [教材阅读指导] (对应人教版必修第一册相关内容及问题) 　第一章第2节阅读“位移和时间的测量”这一部分内容，打点计时器使用什么电源？从纸带上如何确定时间和位移？接通电源和拉动纸带的顺序是怎样的？ 提示：交流电源。从起始点1到第n个点的运动时间t＝0.02(n－1)s，用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。先接通电源再拉动纸带。 　第一章第3节[实验]，如何测量纸带的平均速度和瞬时速度？ 提示：测出两点间的位移Δx和所用时间Δt，就可以算出纸带的平均速度v＝。如图，利用DF间的平均速度代表E点的瞬时速度。 　第二章第1节图2.1－1，关注小车在重物牵引下沿木板运动的实验装置。 　第二章第1节阅读“数据分析”这一部分内容，如何根据表中v、t数据，在坐标系中描点作出v­t图像？ 提示：如果有些点难以落在曲线上，应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。 1．练习正确使用打点计时器，学会利用纸带上的点迹测量做直线运动物体的瞬时速度。 2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 3．测定匀变速直线运动的加速度。 1．打点计时器 (1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。 (2)构造 ①电磁打点计时器(如图) ②电火花计时器(如图) (3)电源电压：电磁打点计时器，工作电压约为8 V的交流电源；电火花计时器，220 V交流电源。 (4)处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点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个计时点取一个计数点”与“每隔4个计时点取一个计数点”取点方法是一样的，相邻两计数点之间的时间间隔均为0.1 s。 2．由纸带计算某点的瞬时速度 对于一般的直线运动，由于与中间点相邻的两点间的时间间隔很短，因此可以用该相邻两点间的平均速度表示该中间点的瞬时速度。如图中第n点的瞬时速度vn＝。 3．利用纸带判断物体运动性质的方法 (1)沿直线运动的物体，若任意相等时间内的位移相等，则物体做匀速直线运动。因此，对于纸带上的点迹，如果任意相邻两点间的距离都相等，则物体做匀速直线运动。 (2)判断物体是否做匀变速直线运动的两种方法： ①沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，且对任意时间间隔T均成立，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。 ②作出物体运动的v­t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。 4．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法 ①若题目给的是偶数段数据(一般是6段)，一般用“逐差法”求物体的加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后求平均值，即a＝＝，这样所测数据全部得到利用，精确度较高。 ②若题目给的是奇数段数据(一般是5段或7段)，一般舍去开头或末尾最短的那一段，接着用如同①偶数段的方法求解。 (2)图像法 利用vn＝求出打各点时物体的瞬时速度，然后作出v­t图像，用v­t图像的斜率求物体运动的加速度。 1．误差 (1)误差：任何测量结果都不可能绝对准确。测量值跟被测物理量的真实值之间总会有差异，这种差异叫作误差。 由仪器直接读出的数据叫作直接测量结果。直接测量结果的误差来源于两方面。一是仪器本身的缺陷，例如刻度尺的刻度不够准确、天平两臂不严格等长；二是实验人员操作和读数的不准确，例如用停表计时，按下按钮的时刻总会稍有滞后或提前。又如，中学实验室中温度计的分度值为1 ℃，靠目测只能估计到分度值的，肯定会有误差。 通过改进仪器和谨慎操作，可以减小误差，但任何仪器的测量都不能完全消灭误差。 (2)偶然误差和系统误差 ①偶然误差：是由偶然因素造成的。例如，人读仪表时，眼睛的位置可能稍向左偏或稍向右偏，电表指针由于轴上的摩擦，停下来的位置可能一次偏大、一次偏小。 偶然误差的特点是，当多次重复测量时，偏大和偏小的机会比较接近，可以用取平均值的方法来减小偶然误差。 ②系统误差：是由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成的。例如，天平两臂不完全等长会造成系统误差；测量重力加速度时由于没有消除空气阻力等影响也会引起系统误差。 系统误差的特点是，多次重复测量的结果总是大于(或小于)被测量的真实值，呈现单一倾向。 (3)绝对误差和相对误差 物理学中把测量值与真实值之差，叫作绝对误差。 物理学中把绝对误差与测量值之比，叫作相对误差，即相对误差＝ (注：严格讲，式中分母应为真实值。实际估算时则用测量值代替。) 相对误差是一个比值，没有单位，通常用百分数表示。 假设用分度值为1 mm的刻度尺测一段铜线的直径，读数为1.3 mm。限于刻度尺的精确度，测量有