第02讲 研究匀变速直线运动模型--2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过 模块12 力学实验全覆盖模块大招 第02讲 研究匀变速直线运动模型 （原卷版） 目录 【内容一】 用打点计时器测速度及加速度模型 1 【内容二】 计算速度和加速度模型 3 【内容三】 两段法求加速度模型 5 【内容四】 数据处理2——图像法模型 6 【内容五】 现代科技仪器测速度及加速度模型 7 技巧总结 研究匀变速直线运动 技巧总结 实验:用打点计时器测速度及加速度 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图象，根据图象求加速度 2.实验原理： 从纸带上确定计数点和两计数点间隔的时间，量出相邻计数点间的距离，利用平均速度求出瞬时速度；计算相邻计数点距离只差 ，看其是否是一个常数来确定运动性质 3.实验器材 计时器、一段附有滑轮的长木板 小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线 电源、复写纸 电磁打点计时器 电火花计时器 打点方式 振针振动，利用复写纸在纸带上留下点迹 利用火花放电，在纸带上打出点迹 工作电压 6V以下的交流电 220V的交流电 打点频率 与交流电的频率相同，若频率为50Hz，则每隔0.02s打一个点 阻力来源 振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大 阻力来自纸带本身的运动而不是打点计时产生的，阻力较小，实验误差小 4.实验步骤 （1）按照实验装置图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源 （2）把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，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）把小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带 （4）小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带 （5）换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析 5、数据处理1：计算速度和加速度 如图，先计算各段位移 x1=0-1=1.20cm X2=1-2=3.15-1.20=1.95cm X3=2-3=5.85-3.15=2.70cm X4=3-4=9.30-5.85=3.45cm 求速度：公式，求加速度：（等差数列） 公式推导：=， 两式相加，得 两式相减，得 逐差法求加速度：设有6组数据： ,,. =（秒杀：角标法） 分母= 注意1：偶数段都要分组进行求解 奇数段舍中间留两边求解 使用逐差法的目的是减小误差，而不是为了计算方便。 总结：两段法求加速度：（两计数点时间T） 逐差法的实质--------是将纸带分为时间间隔相等的两大段来处理： 由，得 注意2：选取纸带：选择所打纸带中最清晰的一条，开头过于密集的点舍掉 选取纸带上的点：若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（一般取5个间隔）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；给选取的点加标记。 利用速度--时间图象求加速度：作出速度--时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度 数据处理2——图像法 在图象上取一段时间（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出，代入求解。 （画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据） 6、误差分析 1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差 2.作v--t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.长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差 7、注意事项（不需要平衡摩擦力） 1.平行：纸带、细绳要和长木板平行（保证拉力为恒力） 2.靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置（保证数据） 3.一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 4.减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集 5.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 6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两则 7、如果交流电频率为50HZ，则以下两相邻计数点间的时间T=0.1S （1）每5个计时点取一个计数点（计时起点不能算在内） （2）间隔4个计时点取一个计数点 （3）两相邻计数点间有4个计时点没画出来 两相邻计数点间的时间T=0.08S、0.06S类似 如果要求某个点的瞬时速度，就首先把它变为中间时刻（或某个端点），根据如下公式求平均速度，即为该点的瞬时速度。. 8、现代科技仪器