高二物理課件 2.1《晶體和非晶體》2.2《晶體的微觀結(jié)構(gòu)》2.3《固體新材料》（粵教版選修3-3）(1)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 學(xué)會(huì)用打點(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動(dòng)情況 2 會(huì)利用打點(diǎn)紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度 加速度 3 能畫出小車運(yùn)動(dòng)的v t圖像 根據(jù)圖像求加速度 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1 作用 計(jì)時(shí)儀器 當(dāng)所用交流電源的頻率f 50Hz時(shí) 每隔0 02s打一次點(diǎn) 2 工作條件 3 紙帶上點(diǎn)的意義 表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置 可以利用紙帶上打出的點(diǎn)確定計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間距 可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況 2 利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法設(shè)x1 x2 x3 x4 為紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 假如 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 常數(shù) 即連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量 則與紙帶相連的物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3 由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)速度的方法根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度vn xn xn 1 2T 4 由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法 1 逐差法 即根據(jù)x4 x1 x5 x2 x6 x3 3aT2 T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔 求出a1 x4 x1 3T2 a2 x5 x2 3T2 a3 x6 x3 3T2 再算出a1 a2 a3的平均值a a1 a2 a3 3 即為物體的加速度 2 圖像法 求出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度 再作出v t圖像 圖像的斜率即為物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 一端附有滑輪的長木板 小車 紙帶 細(xì)繩 鉤碼 刻度尺 導(dǎo)線 電源 復(fù)寫紙 一 實(shí)驗(yàn)步驟1 把帶有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上 將滑輪伸出桌面 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端 并把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在電源上 2 把一條細(xì)繩拴在小車上 細(xì)繩跨過定滑輪 下邊掛上合適的鉤碼 把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的復(fù)寫紙下 并把它的一端固定在小車的后面 調(diào)節(jié)滑輪的高度 使細(xì)繩與長木板平行 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 3 將小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 先接通電源 等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后 放開小車 換上新紙帶 重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次 4 從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶 舍掉開始一些比較密集的點(diǎn) 在后面便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn) 以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn) 并標(biāo)明0 1 2 3 4 測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離d 記錄并填入表中 5 計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1 x2 x3 6 利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度 求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)1 2 3 4 5的瞬時(shí)速度 填入表格中7 增減所掛鉤碼數(shù) 再做兩次實(shí)驗(yàn) 二 數(shù)據(jù)處理1 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v t圖像 1 根據(jù)表格中的v t數(shù)據(jù) 在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn) 2 作一條直線 使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上 落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的v t圖線 它是一條傾斜的直線 2 由實(shí)驗(yàn)得出的v t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 有兩條途徑進(jìn)行分析 1 直接分析圖像的特點(diǎn)得出 小車運(yùn)動(dòng)的v t圖像是一條傾斜的直線 如圖所示 當(dāng)時(shí)間增加相同的值 t 速度也會(huì)增加相同的值 v 由此得出結(jié)論 小車的速度隨時(shí)間均勻變化 2 通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得到 既然小車運(yùn)動(dòng)的v t圖像是一條傾斜的直線 那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v kt b 顯然v與t成線性關(guān)系 小車的速度隨時(shí)間均勻變化 1 小車運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦不均勻 打點(diǎn)不穩(wěn)定引起系統(tǒng)誤差 2 紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測量以及作v t圖像引起偶然誤差 1 平行 紙帶 細(xì)繩要和長木板平行2 靠近 釋放小車前 應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置3 一先一后 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源 后釋放小車 實(shí)驗(yàn)后先斷開電源 后取下紙帶4 防止碰撞 在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng) 防止鉤碼落地 小車與滑輪碰撞 5 減小誤差 小車另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng) 避免速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少 或者速度太小 使紙帶上打的點(diǎn)過于密集6 紙帶選取 選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶 舍棄點(diǎn)密集部分 適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)7 準(zhǔn)確作圖 在坐標(biāo)紙上 縱 橫軸選取合適的單位 仔細(xì)描點(diǎn)連線 不能連成折線 應(yīng)作一條直線 讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上 落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 鉤碼帶動(dòng)小車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 因受摩擦等各方面的影響 致使小車加速度不恒定 即小車不能真正做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 因此 可用阻力小的氣墊導(dǎo)軌替代長木板 用頻閃照相或光電計(jì)時(shí)的辦法替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 可避免由于電源頻率不穩(wěn)定 造成相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔不完全相等 提高實(shí)驗(yàn)的精確度 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 例證1 2011 新課標(biāo)全國卷 利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度 一斜面上安裝有兩個(gè)光電門 其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處 光電門甲的位置可移動(dòng) 當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí) 與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t 改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量 每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑 并用米尺測量甲 乙之間的距離x 記下相應(yīng)的t值 所得數(shù)據(jù)如表所示 完成下列填空和作圖 1 若滑塊所受摩擦力為一常量 滑塊加速度的大小a 滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度v1 測量值x和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是 2 根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù) 在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出圖線 3 由所畫出的圖線 得出滑塊加速度的大小為a m s2 保留2位有效數(shù)字 規(guī)范解答 1 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x v0t at2 v1 at t at2 at2 v1t 變形為從此式可知 圖線是一條斜率為負(fù)值的直線 2 根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)按進(jìn)行處理 把處理的數(shù)值對(duì)應(yīng)描點(diǎn) 然后用一根直線連接這些點(diǎn) 所得圖像如圖所示 3 由圖線知斜率絕對(duì)值為又從知 斜率的絕對(duì)值為答案 1 見規(guī)范解答圖 2 0 1 8 2 2范圍內(nèi)均正確 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)誤差的分析 例證2 如圖所示 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上 使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落 利用此裝置可以測定重力加速度 1 所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 帶導(dǎo)線 紙帶 復(fù)寫紙 帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物 此外還需 填字母代號(hào) 器材 A 直流電源 天平及砝碼B 直流電源 毫米刻度尺C 交流電源 天平及砝碼D 交流電源 毫米刻度尺 2 通過作圖像的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù) 提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度 為使圖線的斜率等于重力加速度 除作v t圖像外 還可作 圖像 其縱軸表示的是 橫軸表示的是 規(guī)范解答 1 選D 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源 重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān) 所以不需要天平和砝碼 計(jì)算速度需要測相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離 需要毫米刻度尺 故D正確 2 由公式v2 2gh 如繪出圖像 其斜率也等于重力加速度 答案 1 D 2 速度平方的二分之一重物下落的高度 1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 的實(shí)驗(yàn)中 使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 所用交流電的頻率為50Hz 得到如圖所示的紙帶 圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來 下列表述正確的是 A 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B x6 x1 等于 x2 x1 的6倍C 從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率D 相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0 02s 解析 選C 在做 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶 A錯(cuò)誤 根據(jù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)通過的位移有xM xN M N aT2 可知 x6 x1 等于 x2 x1 的5倍 B錯(cuò)誤 根據(jù)B點(diǎn)為A與C點(diǎn)的中間時(shí)刻點(diǎn) 有C正確 由于相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出 所以時(shí)間間隔為0 1s D錯(cuò)誤 2 2012 德州模擬 某同學(xué)在測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí) 得到了幾條較為理想的紙帶 并在每條紙帶上每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 依打點(diǎn)先后編為0 1 2 3 4 5 由于不小心 紙帶被撕斷 部分缺失 如圖所示 請(qǐng)根據(jù)給出的A B C D四段紙帶回答 1 從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是B C D三段紙帶中的 填字母代號(hào) 2 打紙帶A時(shí) 物體的加速度大小是 m s2 打計(jì)數(shù)點(diǎn)1時(shí) 物體的速度大小是 m s 解析 因小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 加速度保持不變 打A紙帶時(shí) 加速度又小車運(yùn)動(dòng)的加速度 則4 5兩點(diǎn)間隔為 x5 x2 3aT2 36 0 10 3m 3 0 6 0 12m 54 10 3m 54 0mm 所以從紙帶A上撕下的那段應(yīng)是C 答案 1 C 2 0 60 33 3 小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片如圖所示 已知頻閃周期T 0 1s 小球相鄰位置間距分別為OA 6 51cm AB 5 59cm BC 4 70cm CD 3 80cm DE 2 89cm EF 2 00cm 小球在位置A時(shí)的速度大小vA m s 小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小a m s2 保留兩位小數(shù) 解析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 小球經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于OB段的平均速度 即由逐差法求小球運(yùn)動(dòng)的加速度所以加速度大小為0 90m s2 答案 0 610 90 4 2011 廣東高考 如圖甲是 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶 O A B C D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 加速度大小用a表示 1 OD間的距離為 cm 2 如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的x t2圖線 x為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離 斜率表示 其大小為 m s2 保留三位有效數(shù)字 解析 由圖甲D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值可以讀出OD之間的距離為1 20cm 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 位移和時(shí)間之間的關(guān)系為x v0t at2 可見在x t2圖像中的斜率表示加速度的一半 可得加速度為0 933m s2 答案 1 1 20 2 加速度的一半 或 0 933 5 2012 聊城模擬 某同學(xué)用如圖所示的裝置測定重力加速度 1 電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為 頻率 2 打出的紙帶如圖所示 實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的 端應(yīng)和重物相連接 選填 甲 或 乙 3 紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn) 由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為 m s2 解析 1 電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電 交流電的頻率為50Hz 2 重物勻加速下落 相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大 由打點(diǎn)紙帶可知乙端應(yīng)和重物相連接 3 由逐差法可得答案 1 交流220V50Hz 2 乙 3 9 4 6 光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器 其結(jié)構(gòu)如圖甲所示 a b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置 當(dāng)有物體從a b間通過時(shí) 光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來 現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 圖中MN是水平桌面 Q是長木板與桌面的接觸點(diǎn) 1和2是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門 與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出 長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘 實(shí)驗(yàn)時(shí) 讓滑塊從長木板的頂端滑下 光電門1 2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1 0 10 2s和4 0 10 3s 用精度為0 05mm的游標(biāo)卡尺測量滑塊的寬度為d 1 010cm 1 滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1 m s 滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2 m s 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 由此測得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值 它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的 要使瞬時(shí)速度的測量值更接近于真實(shí)值 可將 的寬度減小一些 3 為了計(jì)算出滑塊的加速度 除了測量d t1和t2之外 還需要測量 則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a 解析 2 v1 v2實(shí)質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時(shí)的平均速度 要使瞬時(shí)速度的測量值更接近于真實(shí)值 可將滑塊的寬度減小一些 3 為了計(jì)算出滑塊的加速度 除了測量d t1和t2之外 還需要測量的物理量有兩種方案 方案一 測滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間t 由v2 v1 at得方案二 測兩光電門之間的距離x 由v22 v12 2ax得答案 1 1 02 5 2 平均速度滑塊 3 滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間t或兩光電門之間的距離x 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全