高考物理大一輪復習 實驗一 研究勻變速直線運動課件 新人教版.ppt

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考點一實驗原理及操作 考點二實驗數(shù)據(jù)的處理 考點三創(chuàng)新實驗設計 考點 高三物理一輪復習 實驗一研究勻變速直線運動 實驗目的1 練習使用打點計時器 學會用打上點的紙帶研究物體的運動情況 2 會利用紙帶求勻變速直線運動的速度 加速度 3 利用打點紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 并能畫出小車運動的v t圖象 根據(jù)圖象求加速度 實驗原理1 打點計時器 1 作用 計時儀器 交流電頻率為50Hz時 每隔0 02s打一次點 3 紙帶上點的意義 表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置 通過研究紙帶上各點之間的距離 可以判斷物體的運動情況 可以利用紙帶上打出的點來確定計數(shù)點間的時間間隔 2 利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動的方法設x1 x2 x3 x4 為紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間的距離 假如 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 常數(shù) 即連續(xù)相等的時間間隔內的位移之差為恒量 則與紙帶相連的物體做勻變速直線運動 3 由紙帶求物體運動速度的方法根據(jù)勻變速直線運動某段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度vn xn xn 1 2T 實驗器材電火花計時器 或電磁打點計時器 一端附有定滑輪的長木板 小車 紙帶 細繩 鉤碼 刻度尺 導線 電源 復寫紙片 實驗步驟1 儀器安裝 1 把附有滑輪的長木板放在實驗桌上 并使滑輪伸出桌面 把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端 連接好電路 2 把一條細繩拴在小車上 細繩跨過定滑輪 下邊掛上合適的鉤碼 把紙帶穿過打點計時器 并把它的一端固定在小車的后面 實驗裝置見下圖所示 放手后 看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行 2 測量與記錄 1 把小車停在靠近打點計時器處 先接通電源 后放開小車 讓小車拖著紙帶運動 打點計時器就在紙帶上打下一系列的點 換上新紙帶 重復三次 2 從三條紙帶中選擇一條比較理想的 舍掉開頭一些比較密集的點 從后邊便于測量的點開始確定計數(shù)點 為了計算方便和減小誤差 通常用連續(xù)打點五次的時間作為時間單位 即T 0 1s 正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數(shù)點間的距離 并填入設計的表格中 3 利用某一段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點的瞬時速度 4 增減所掛鉤碼數(shù) 再重復實驗兩次 數(shù)據(jù)處理及實驗結論1 由實驗數(shù)據(jù)得出v t圖象 1 根據(jù)表格中的v t數(shù)據(jù) 在平面直角坐標系中仔細描點 如右圖所示可以看到 對于每次實驗 描出的幾個點都大致落在一條直線上 2 作一條直線 使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上 落不到直線上的點 應均勻分布在直線的兩側 這條直線就是本次實驗的v t圖象 它是一條傾斜的直線 2 由實驗得出的v t圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律 有兩條途徑進行分析 1 分析圖象的特點得出 小車運動的v t圖象是一條傾斜的直線如右圖所示 當時間增加相同的值 t時 速度也會增加相同的值 v 由此得出結論 小車的速度隨時間均勻變化 2 通過函數(shù)關系進一步得出 既然小車的v t圖象是一條傾斜的直線 那么v隨t變化的函數(shù)關系式為v kt b 顯然v與t成 線性關系 小車的速度隨時間均勻變化 注意事項1 平行 紙帶 細繩要和木板平行 2 兩先兩后 實驗中應先接通電源 后讓小車運動 實驗完畢應先斷開電源 后取紙帶 3 防止碰撞 在到達長木板末端前應讓小車停止運動 防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞 4 減小誤差 小車的加速度宜適當大些 可以減小長度的測量誤差 加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6 7個計數(shù)點為宜 5 作出速度 時間圖象 通過圖象的斜率求解物體的加速度 6 剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度 例1 在 研究勻變速直線運動 的實驗中 某同學的操作中有以下實驗步驟 其中錯誤或遺漏的步驟有 指出錯誤并改正 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 并接好電源C 把一條細繩拴在小車上 細繩跨過滑輪 下面吊著適當重的鉤碼D 取下紙帶E 將平板無滑輪的一端抬高 輕推小車 使小車能在平板上做勻速運動F 將紙帶固定在小車尾部 并穿過打點計時器的限位孔將以上步驟完善后按合理順序填寫在橫線上 A中應先接通電源 再放開紙帶 C中應調整滑輪的高度 使細繩與平板平行 D中應先斷開電源 使打點計時器停止工作再取下紙帶 E屬于多余步驟 應補充G 換上新紙帶 重復操作兩次 H 斷開電源 整理好器材 正確合理的順序應為B F C A D G H 考點一實驗原理及操作 解析 答案 見解析 例2 實驗中 如下圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶 圖中A B C D E為相鄰的計數(shù)點 相鄰計數(shù)點間的時間間隔T 0 1s 1 根據(jù)紙帶可判定小車做 運動 2 根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度 vD m s vC m s vB m s 在如下圖所示坐標中作出小車的v t圖線 并根據(jù)圖線求出紙帶的加速度a 考點二實驗數(shù)據(jù)的處理 圖片顯 隱 3 將圖線延長與縱軸相交 交點的速度是 m s 此速度的物理意義是 解析 考點二實驗數(shù)據(jù)的處理 1 勻加速直線 或勻加速 2 3 902 641 3812 60m s2見解析圖 3 0 12表示小車經(jīng)過A點的速度 如圖所示描點連線得v t圖線 由圖線斜率知紙帶的加速度a 12 60m s2 3 由圖知交點的速度約為0 12m s 表示小車經(jīng)過A點的速度 答案 考點二實驗數(shù)據(jù)的處理 解析 例3 利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度 一斜面上安裝有兩個光電門 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 當一帶有遮光片的滑片自斜面上滑下時 與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t 改變光電門甲的位置進行多次測量 每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑 并用米尺測量甲 乙之間的距離s 記下相應的t值 所得數(shù)據(jù)如下表所示 考點三創(chuàng)新實驗設計 圖片顯 隱 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)過光電門乙時的瞬時速度vt 測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是 考點三創(chuàng)新實驗設計 解析 考點三創(chuàng)新實驗設計 解析 答案 考點三創(chuàng)新實驗設計