内容正文:
实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度 探究匀变速直线运动
第一章
运动的描述匀变速直线运动的研究
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
5A导学案 高考一轮复习 物理
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夯实双基
基 础 梳 理
1. 实验目的
(1) 练习正确使用打点计时器.
(2) 会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度.
(3) 会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的v-t图像,会根据图像求加速度.
夯实双基
2. 实验原理
打点计时器是测量________的仪器,通过纸带记录了物体的________过程.打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器,如图所示.打点计时器使用的是50Hz的_______电流,每隔______s打一次点;电磁打点计时器使用的是_______________电源、电火花计时器使用的是________________电源.
时间
运动
交变
0.02
8 V以下交流
220V交流
夯实双基
3. 实验器材
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.(注:使用电磁打点计时器时还需要复写纸片)
4. 实验步骤
(1) 按图示实验装置图组装实验器材.(注:打点计时器固定在长木板_________的一端,接好电源,但开关要________)
无滑轮
断开
夯实双基
(2) 把一细线系在小车上,细线绕过定滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面.
(3) 把小车停靠在______________附近,接通电源,放开小车.
(4) 小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带.
(5) 换纸带重复做几次实验,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
打点计时器
夯实双基
夯实双基
③利用速度—时间图像求加速度
a. 作出速度—时间图像,通过图像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.
(2) 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动
① s1、 s2、 s3、… sn是相邻两计数点间的距离.
②Δs是两个连续相等的时间内的位移差:Δs1=s2-s1,Δs2=s3-s2,…
③若Δs等于恒量(aT2),则说明小车做匀变速直线运动.
④根据Δs=aT2,只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
夯实双基
6. 实验注意事项
(1) 平行:纸带和细绳要和________平行.
(2) 两先两后:实验中应先____________,后让____________;实验完毕应先____________,后__________.
(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) 减小误差:小车的加速度要适当______些,可以减小________的测量误差,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) 用刻度尺从____________测量起并同时记录测量结果,不要分段测量.
木板
接通电源
小车运动
断开电源
取纸带
大
长度
清晰的点
夯实双基
7. 误差分析
(1) 根据纸带测量的位移有误差.
(2) 电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等.
(3) 纸带运动时打点不稳定引起测量误差.
(4) 用作图法,作出的v-t图像并不是一条直线.
(5) 木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度.
夯实双基
素养发展
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教材原型实验
(2022·泰州模拟)某同学利用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律.
(1) 请在下列实验器材中,选出本实验不需要的器材__________(填编号).
①电火花计时器 ②天平 ③低压交流电源
④细线和纸带 ⑤砝码、托盘和小车 ⑥刻度尺 ⑦秒表 ⑧一端带有滑轮的长木板
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②③⑦
素养发展
【解析】探究小车做匀变速直线运动的规律不需要知道小车及砝码的质量,所以不需要天平.电火花计时器有计时的功能,用的是220 V交流电源,故不需要低压交流电源和秒表.
素养发展
(2) 安装好实验装置后,按照正确的实验操作,纸带被打出一系列点,其中一段如图所示,可知纸带的______(填“左”或“右”)端与小车相连.
【解析】小车释放后速度变大,相等时间内的位移越来越大,所以是纸带左端和小车相连.
左
素养发展
(3) 上图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度大小为____________ m/s2.打下E点时小车的瞬时速度大小为____________ m/s.(结果均保留三位有效数字)
2.00
1.10
素养发展
(4) 如果当时电网中交变电流的电压变成210 V