实验01研究匀变速直线运动教学案高考物理一轮复习精品资料.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流实验01研究匀变速直线运动教学案2015年高考物理一轮复习精品资料.精品文档.【重点知识梳理】【实验一 练习使用打点计时器】一、实验目的练习使用电火花计时器或电磁打点计时器,利用打上点的纸带研究物体的运动情况。二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器,纸带,刻度尺,导线,电源三、实验步骤(1)把电火花计时器固定在桌子上,检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确的穿好,墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。(2)把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上。(3)按下脉冲输出开关,用手水平的拉动两条纸带,纸带上就打下
2、一列小点。(4)取下纸带,从能看得清的某个点开始,数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点,点子的间隔数就为n-1个,用t=0.02(n-1)s计算出纸带的运动时间t.(5)用刻度尺测量一下,打下这些点,纸带通过的距离s有多长。(6)利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表1中。表1点子数n点子间隔数(n-1)运动时间t/s位移s/m平均速度(7)在纸带上找出连续的6个点,分别标上记号A、B、C、D、E、F。用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5(如图所示)把数据填入表2中。根据这些数据,运用你学过的知识,判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动,并把
3、判断的结果和理由写清楚。表2A和B的距离s1/mB和C的距离s2/mC和D的距离s3/mD和E的距离s4/mE和F的距离s5/m判断的结果和理由如果用电磁打点计时器,则实验步骤的前三步相应的应当是:(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸的下面;(2)把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接;(3)打开电源开关,用手水平的拉动纸带,纸带上就打上一列小点。然后,重复上面步骤(4)至(7),完成实验。四、注意事项:(1)将打点计时器固定在桌子上,以免在拉纸带时晃动它,并要轻轻试拉纸带,应无明显阻滞现象,同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。
4、必要时,可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。(2)若纸带上出现双点或漏点现象,可通过适当调整振动片的长度予以纠正,若纸带上出现拖痕和点迹不清,应调整振针长度。【实验二 研究匀变速直线运动】一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理设物体做匀加速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3则有(见第二章的习题)s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=aT2 由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=3aT2可见,测出各段位移s1、s2即可求出再算出a1、a2的平均值,
5、就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器,一端附有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳。四、实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。(3)把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带,重复实验三次。(4)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点子,在后边便
6、于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T=0.025=0.1s。在选好的开始点下面标明A,在第六点下面标明B,在第十一点下面标明C,在第十六点下面标明D,点A、B、C、D叫做计数点,如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3s1 s2 s3A B C D(5)测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度,把测量结果填入下表1中。(6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意:T=0.1s。求出a1、a2、a3的平均值,它就是小车做匀变速直线运动的
7、加速度。把计算的结果填入下表1中小车做匀变速直线运动的加速度a= 【2014高考在线】1(6 分)【2014全国大纲卷】现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。根据表中数据,完成下列填空:(1)物块的加速度a m/s2(保留3位有效数字)。(2)因为 ,可知斜面是粗糙的。2.【2014新课标全国卷】某同学利用图(a)所示实验装置即
8、数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)的关系。(2)由图(b)可知,图线不经过远点,可能的原因是 。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。【高频考点突破】考点一、用纸带法测速度、加速度
9、例1. (2012山东高考)某同学利用图143甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图143乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.甲乙图143(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速(2)计数点5对应的速度大小为_m/s,计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因
10、数的真实值_(填“偏大”或“偏小”)二定律,得mgfma,即,因此用计算出的动摩擦因数比的真实值偏大【答案】(1)67(2)1.001.20(3)2.00偏大【特别提醒】(1)审题时要注意:计数点是如何选取的;长度采用了什么单位;“距离”是哪段距离(2)该方法可以迁移至相关实验,如验证牛顿第二定律,验证机械能守恒等.考点二、实验数据处理图象斜率求加速度 (2011广东高考)图144是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点加速度大小用a表示图144(1)OD间的距离为_cm.(2)图145是根据实验数据绘出的st2图线(s为各计数点至同一起点的距离)
11、,斜率表示_,其大小为_m/s2(保留三位有效数字)【经典考题精析】(2013江苏卷)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落.这样,就可测出多个小球下落的总时间(1)在实验中,下列做法正确的有_ A电路中的电源只能选用交流电源B实验前应将M调整到电磁铁的正下方C用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D手动敲击M的同时按下秒表开始计时来源:Z|xx|k.C
12、om(2)实验测得小球下落的高度H1.980 m,10个小球下落的总时间T6.5 s可求出重力加速度g_m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法_(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间t磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差t,这导致实验误差为此,他分别取高度H1 和H2,测量n个小球下落的总时间T1 和T2 .他是否可以利用这两组数据消除t对实验结果的影响?请推导说明_【答案】(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度,多次重复实验,结果取平均值(4)由H1g和H2g可得g,因此可以消去t的影响【解析】(1)
13、此处的电磁铁起条形磁铁的作用,故应选用直流电源,选项A错误用直尺测量电磁铁下端到M 的竖直距离再减去小球的直径作为小球下落的高度,选项C错误(2)1个小球下落的时间为0.65 s,根据Hgt2,代入数据计算得g9.4 m/s2.(3)减小长度测量误差的办法是增加小球下落的高度防止偶然误差的办法是多次重复实验,结果取平均值其他答案只要合理也可(2013浙江卷)如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带和,纸带上的a、b、c均为打点计时器打出的点(1)任选一条纸带读出b、c两
14、点间距离为_;(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为_,纸带和上c、e两点间的平均速度v_v(填“大于”、“等于”或“小于”);(3)图中_(填选项)A两条纸带均为用装置甲实验所得B两条纸带均为用装置乙实验所得C纸带为用装置甲实验所得,纸带为用装置乙实验所得D纸带为用装置乙实验所得,纸带为用装置甲实验所得(2012山东卷)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.图甲图乙
15、通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速计数点5对应的速度大小为_m/s,计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值_(填“偏大”或“偏小”)(2011课标全国卷)利用图18所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量
16、,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示图18s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4/(ms1)1.711.621.551.45来源:Zxxk.Com1.341.22完成下列填空和作图:(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_;(2)根据表中给出的数据,在图19给出的坐标纸上画出t图线;则sat2v1t)(2)由表中所给数据描点连线,注意描点时应使
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