高考物理 第1章 物體運動 實驗 研究勻變速運動（第7課時）復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案

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實驗 研究勻變速運動 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（在學(xué)習(xí)完本節(jié)課后檢查檢查自己學(xué)習(xí)目標(biāo)是否完成） 1、知道判斷勻變速運動方法，會根據(jù)紙帶求計數(shù)點的速度。 2、掌握求加速度的方法 3、會分析實驗誤差 【重點、難點】 重點：速度、加速度計算 難點：加速度計算，誤差分析 【使用說明與學(xué)法指導(dǎo)】（這里主要告訴你怎么樣做才能完成目標(biāo)） 1、閱讀教材掌握實驗的原理，過程等基礎(chǔ)知識，做自我檢測題加深理解 2、求加速度是本實驗的難點，重點繁瑣復(fù)雜，請你耐心認(rèn)真學(xué)習(xí)，掌握加速度計算方法。 【課前預(yù)習(xí)】 1、實驗的基本操作，怎么樣確定計數(shù)點，怎么樣計算速度。 2、怎么樣選擇坐標(biāo)，怎么樣標(biāo)注坐標(biāo)上的數(shù)值，怎么樣作圖。 【自我檢測】（這里的題目是檢查基本概念的理解，做錯的主動請同學(xué)幫助解決） 1．在本實驗中，關(guān)于計數(shù)點的下列說法中，正確的是 ( ABD ) A、用計數(shù)點進(jìn)行測量計算，既方便，又可減小誤差 B．相鄰計數(shù)點間的時間間隔應(yīng)該是相等的 C．相鄰計數(shù)點間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的 D．計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來，相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等 2．本實驗中，關(guān)于計數(shù)點間時間間隔的下列說法中正確的是 ( AE ) A．每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0.10s B．每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0.08s C．每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0.10s D．每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0.08s E．每五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0.10s 3、在“研究勻變速直線運動”的實驗中，按照實驗進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上：________DBFAEGC________. A．把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面． B．把打點計時器固定在木塊的沒有滑輪的一端，并連好電路． C．換上新的紙帶，再重做兩次， D．把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面． E．先使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動 F．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼． G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶． 4．用打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中，造成各連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差不是一個恒量的主要原因是 ( AB ) A．長度測量不精確 B．打點間隔不均勻 C．運動中受摩擦力作用 D．木板未調(diào)成水平 5、在測定勻變速直線運動加速度的實驗中，某同學(xué)操作中有以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏的步驟有：（遺漏步驟可編上序號G，H……） A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處先放開紙帶，再接通電源 B．將打點計時器固定在平板上，并接好電路， C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面吊著適當(dāng)重的鉤碼． D．取下紙帶． E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在乎板上做加速運動． F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔． 答案;A中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶 D中取下紙帶之前應(yīng)先斷開電源使計時器停止工作 補充G，換上新紙帶，再重復(fù)兩、三次。 6．在“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中，對于減小實驗誤差來說，下列方法有益的是 ( CD ) A、選取記數(shù)點，把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位 B．使小車運動的加速度盡量小些 C．舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計算 D．選用各處平整程度，光滑程度相同的長木板做實驗 7．在“練習(xí)使用打點計時器”的實驗時，根據(jù)打出點的紙帶判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時 ( A ) A．可以通過測出每相鄰兩點間的距離，看其是否都相等來判斷 B．應(yīng)通過測出紙帶表示的運動的全路程來判斷 C．必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷 D．必須通過計算全程的平均速度來判斷 8、（安徽屯溪一中2014學(xué)年高三月考）在用電磁打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，某同學(xué)得到一條點跡清晰的紙帶，從比較清晰的點起，取若干個計數(shù)點（每兩個相鄰計數(shù)點間有四個計時點未畫出），分別標(biāo)明0、1、2、3、4、5、6、…，用刻度尺量得各記數(shù)點到0記數(shù)點之間的距離如圖所示，已知電源的頻率為50Hz，則： （1）打點計時器打計數(shù)點1時，小車的速度大小v1= m∕s。 （2）小車的加速度大小a= m∕s2。（以上兩空結(jié)果均要求保留兩位有效數(shù)字） （3）若在實驗過程中，電源的頻率忽然略高于50Hz，實驗者又不知電源頻率改變，這樣計算出的加速度值與真實值相比是 （選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。 答案; 0.34 m∕s 0.88m∕s2 偏小 【課內(nèi)探究】 加速度求法 探究點二：利用紙帶求速度和加速度 (1)“平均速度法”求速度，再求加速度 (2)“逐差法”求加速度方法 (3)“圖象法”求加速度方法 （4）利用紙帶拼貼法求加速度 用公式法和v—t圖象法都會涉及比較費時的測量和計算，則可以利用打點紙帶“拼出”v—t圖象的方法，利用它判定運動是否是勻變速運動并求出勻變速運動的加速度． 【拓展提升】（這里提供給你的題目題型較新、綜合性強、有一定難度） 1、一位同學(xué)在使用打點計時器時，在紙帶上打出的不是圓點，而是如圖2-42所示的一些短線，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是 ( D ) A．打點計時器錯接在直流電源上 B．電源電壓不穩(wěn)定 C．電源的頻率不穩(wěn)定、 D．打點針壓得過緊 2.圖2-47是打點計時器打出的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F等是按時間順序先后打出的記數(shù)點（每兩個記數(shù)點間有四個實驗點未畫出）用刻度尺量出AB、EF之間距離分別為2.4cm,和 0.84cm,那么小車的加速度大小和方向如何？ 答案：-0.39m/s2 圖5-1-5 3、某同學(xué)在測定勻變速直線運動的加速度時，得到了幾條較為理想的紙帶，他已在每條紙帶上按每5個點取一個計數(shù)點，即兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，依打點先后分別編為0、1、2、3、4、5.因不小心，已打好的幾條紙帶都撕斷了，如圖5-1-5所示，則B、C、D三條紙帶中從紙帶A上撕下的應(yīng)該是紙帶____，物體的加速度大小為____m/s2. 解析：根據(jù)加速度大小判斷. 答案：C，0.6 4．在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的即時速度如下： 計數(shù)點序號 1 2 3 4 5 6 計數(shù)點對應(yīng)的時刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 通過計數(shù)點的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 11.00 168.0 計算加速度，合理的方法應(yīng)是 ( C ) A．根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度用公式a=Δv／Δt出算出加速度 B．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖像，量出其傾角，由公式a=tanα算出加速度 C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出V-t圖像，由圖線上任意兩點所對應(yīng)的速度，用公式a=Δv／Δt算出加速度 D．依次算出通過連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度 5、（2009年啟東模擬）做勻變速直線運動的小車，牽引一條紙帶通過打點計時器，交流電源的頻率是50Hz,由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶，如圖3所示，每一小段紙帶的一端與x軸相重合，一邊與y軸平行，將紙帶依次貼在坐標(biāo)系中，求： (1)仔細(xì)研究圖，找出小車在相鄰時間內(nèi)位移存在的關(guān)系． (2)設(shè)Δt=0.1s，請畫出該小車的v-t圖象． (3)根據(jù)圖象求其加速度． 解析：(1)由圖中所標(biāo)紙帶每段位移關(guān)系，可知在相鄰相等時間內(nèi)的位移差Δx近似相等，考慮誤差原因后，可近似認(rèn)為Δx=8cm (2)由圖中的x軸作為時問軸，以紙帶的寬度表示相等的時間間隔T=0.1 s，每段紙帶最上端中點對應(yīng)v軸上的速度恰好表示每段時間的中間時刻的瞬時速度，即：因此可以用紙帶的長度表示每小段時間中間時刻的瞬時速度，將紙帶上端中間各點連接起來，可得到v—t的圖象，如圖所示． (3)利用圖象求斜率或用△y=a T2均可以求得小車加速度a=8 m/s2． 答案：(1)相鄰時間內(nèi)位移差為8 cm (2)見解析圖 (3)8 m/s2 6．（2012山東卷） （1）某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。 ①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點 和 之間某時刻開始減速。 ②計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為 m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為、 m/s。（保留三位有效數(shù)字）。 ③物塊減速運動過程中加速度的大小為= m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值 （填“偏大”或“偏小”）。 21．（1）①6；7【或7；6】 ②1.00；1.20 ③2.00；偏大 解析：①根據(jù)勻加速直線運動的推論，相鄰相等時間內(nèi)位移之差是常數(shù)，可知開始位移之差為2cm，所以6和7之間某時刻開始減速。②計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為。③物塊減速運動過程中加速度的大小為，由于紙帶與打點計時器之間有摩擦阻力,則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大. 【課后總結(jié)】[學(xué)完本節(jié)課，你一定要歸納一下物理方法或解題方法，標(biāo)記出自己還沒有掌握的或者有疑問的點，并督促自己盡快解決。] 歸納內(nèi)容： 1、 2、