第二章 1 匀变速直线运动的研究-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，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.表格法 (1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,若点迹比较密集,可依次每五个点取一个计数点,并标明0,1,2,3,4…如图所示。 (2)依次测量出计数点1,2,3,4…到计数点0的距离x1,x2,x3,x4…填入表中。 计数 点序 号 0 1 2 3 4 5 6 与“0” 点的 距离 / x1 x2 x3 x4 x5 x6 / 间距 Δx / x2 x3- x1 x4- x2 x5- x3 x6- x4 / 对应 时间 / 10T / 计数点 对应速 度v/ (m·s-1) / / (3)利用“某区间的平均速度等于该区间中间时刻的瞬时速度”求计数点1,2,3,4…各点的瞬时速度并填入表中。 (4)根据表格中的数据,分析速度随时间变化的规律。 (5)比较表格中相邻相等时间内位移的差值有何特点,并得出相应的结论。 2.图像法 (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。 (2)通过所描的点画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示。 (3)观察所得到的直线,分析小车的速度随时间的变化规律。 (4)根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a=。 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所示的装置研究小车的运动。 (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,用导线将电磁打点计时器接到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)相邻计数点间的时间间隔为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“研究小车的运动”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 打一个点,则B点对应的速度vB=　　　　m/s。  (2)实验小组中的四位同学利用同一条纸带分别作出了如图乙所示的四幅v-t图像,其中最规范的是　　　　(填字母),由此图像得到的加速度是　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。  (3)在