高考物理一轮复习（要点+命题导向+策略）实验1研究匀变速直线运动课件.ppt

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1、实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动 2021/8/11 星期三1一、实验目的一、实验目的1利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律2能能画画出出小小车车运运动动的的vt图图象象，并并根根据据图图象象求求加加速速度度二、实验原理二、实验原理根根据据匀匀变变速速直直线线运运动动某某段段时时间间中中间间时时刻刻的的瞬瞬时时速速度度等等于于这这段段时时间间内内的的平平均均速速度度，求求出出第第n个个点点对对应应的的瞬瞬时时速速度度，vn，作出，作出vt图象，分析图象，分析v与与t的关系的关系2021/8/11 星期三2如如图图1所所示示，0、1、2

2、、为为时时间间间间隔隔相相等等的的各各计计数数点点，x1、x2、x3、为为相相邻邻两两计计数数点点间间的的距距离离，若若xx2x1x3x2恒恒量量，即即连连续续相相等等的的时时间间间间隔隔内内的的位位移移之之差差为为恒量，恒量，则则与与纸带纸带相相连连的物体的运的物体的运动为动为匀匀变变速直速直线线运运动动2021/8/11 星期三3三、实验仪器三、实验仪器打打点点计计时时器器、电电源源、小小车车、纸纸带带、钩钩码码、长长木木板板、导导线、刻度尺等实验装置如图线、刻度尺等实验装置如图2所示所示2021/8/11 星期三41电电磁磁打打点点计计时时器器：它它是是利利用用电电磁磁感感应应原原理理打

3、打点点计计时时的的一一种种仪仪器器，当当通通过过10 V以以下下低低压压交交流流电电时时，在在线线圈圈和和永永久久磁磁铁铁的的作作用用下下，振振片片便便上上下下振振动动起起来来，位位于于振振片片一一端端的的振振针针就就跟跟着着上上下下振振动动而而打打点点，这这时时，振振针针就就在在纸纸带带上上打打出出一一系系列列点点，当当交交流流电电源源频频率率为为50 Hz时时，它它每每隔隔0.02 s打打一一点点，即即打打出出的的纸纸带带上上每每相相邻邻两两点点间间的的时时间间间间隔隔为为0.02 s振振针针的的上上下下振振动动是是靠靠电电流流方方向向的的改改变变来来改改变变磁磁铁铁的的磁磁场场方方向向，

4、从从而而促促使使振振动动片片上上下下振振动动来来带带动动的的，注注意意振振动动片片的的振振动动周周期期与与电电源源的的电电流流变变化化周周期期一一致致若若使使用用50 Hz的的交交流流电电，打打点的点的时间间时间间隔隔为为0.02 s.2021/8/11 星期三52电电火火花花计计时时器器：它它是是利利用用火火花花放放电电在在纸纸带带上上打打出出小小孔孔而而显显示示点点迹迹的的计计时时仪仪器器当当接接通通220 V交交流流电电源源，按按下下脉脉冲冲输输出出开开关关时时，计计时时器器发发出出的的脉脉冲冲电电流流经经接接正正极极的的放放电电针针、墨墨粉粉纸纸盘盘到到接接负负极极的的纸纸盘盘轴轴，产

5、产生生火火花花放放电电，于于是是在在运运动动纸纸带带上上就就打打出出一一系系列列点点迹迹当当电电源源频频率率为为50 Hz时时，它它也也是是每每隔隔0.02 s打打一一次次点点，即即打打出出的的纸纸带带上上每每相相邻邻两两点点间间的的时时间间间间隔也是隔也是0.02 s.2021/8/11 星期三63两种打点两种打点计时计时器的比器的比较较(1)电电磁磁打打点点计计时时器器应应使使用用10 V以以下下的的交交流流电电源源；电电火火花花计时计时器要使用器要使用220 V交流交流电电源源(2)电电火火花花计计时时器器工工作作时时，纸纸带带运运动动时时受受到到的的阻阻力力小小，比比电电磁打点磁打点计

6、时计时器器实验误实验误差小差小(3)两两种种打打点点计计时时器器能能记记录录物物体体运运动动的的时时间间和和位位移移打打在在纸纸带带上上的的点点，记记录录了了纸纸带带运运动动的的时时间间，如如果果把把纸纸带带跟跟物物体体连连在在一一起起，纸纸带带上上的的点点就就相相应应地地表表示示出出运运动动物物体体在在不不同同时时刻的位置刻的位置2021/8/11 星期三74打点打点计时计时器使用器使用时应时应注意的注意的问题问题(1)实实验验前前要要检检查查打打点点的的稳稳定定性性和和清清晰晰程程度度，必必要要时时要要进进行行调节调节或更或更换换器材器材(2)使使用用打打点点计计时时器器应应先先接接通通电

7、电源源，待待打打点点计计时时器器稳稳定定后再松开后再松开纸带纸带，纸带纸带打完后及打完后及时时断开断开电电源源(3)物体运物体运动时动时，速度，速度应应快一些，以防点迹太密集快一些，以防点迹太密集 2021/8/11 星期三8四、实验步骤四、实验步骤按按照照实实验验装装置置图图，把把打打点点计计时时器器固固定定在在木木板板无无滑滑轮轮的的一端，接好电源；一端，接好电源；把把一一细细线线系系在在小小车车上上，细细绳绳绕绕过过滑滑轮轮，下下端端挂挂合合适适的的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；把小车停靠

8、在打点计时器处，接通电源，放开小车；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；换换纸纸带带反反复复做做三三次次，选选择择一一条条比比较较理理想想的的纸纸带带进进行行测测量分析量分析2021/8/11 星期三9五、数据处理五、数据处理1选选择择适适当当的的点点做做计计时时起起点点，用用笔笔在在纸纸带带上上标标出出计计数数点点2用刻度尺测量出各计数点到起点的距离用刻度尺测量出各计数点到起点的距离3计算各计数点的瞬时速度，填入表格计算各计数点的瞬时速度，填入表格4作出速度作出速度时间图象时间图象5由由速速度度时时间间图图象象探探究究小小车车速速度度随随时时间间变

9、变化化的的规规律律2021/8/11 星期三10六、误差分析六、误差分析1为为了了减减小小误误差差，在在图图象象上上取取合合适适的的单单位位严严格格描描点点，使点迹的分布间距适当，充分利用好坐标纸；使点迹的分布间距适当，充分利用好坐标纸；2这这些些点点要要大大致致分分布布在在一一条条直直线线上上，不不在在直直线线上上的的点点应应该该大大致致均均匀匀分分布布于于直直线线两两侧侧，如如果果有有个个别别点点迹迹偏偏离离直直线线较远，应该舍弃该点，利用其他点确定小车的较远，应该舍弃该点，利用其他点确定小车的vt图象；图象；2021/8/11 星期三11 2021/8/11 星期三12七、注意事项七、注

10、意事项1打打点点计计时时器器、纸纸带带、限限位位器器要要与与长长木木板板纵纵轴轴位位置置对对齐齐再再固固定定在在长长木木板板上上，使使纸纸带带、小小车车、拉拉线线和和定定滑滑轮轮在在一一条直线上条直线上2牵牵引引小小车车的的钩钩码码的的质质量量要要适适宜宜若若质质量量过过大大，则则纸纸带带上上打打出出的的计计时时点点太太少少若若质质量量过过小小则则点点数数过过于于密密集集，不不便便于于测测量量以以能能在在纸纸带带上上长长约约50 cm的的范范围围内内清清楚楚地地取取78个计数点为宜个计数点为宜3为为防防止止钩钩码码落落地地损损伤伤钩钩码码，可可在在地地面面铺铺泡泡沫沫塑塑料料垫垫2021/8/

11、11 星期三134在在坐坐标标纸纸上上画画vt图图象象时时，注注意意坐坐标标轴轴单单位位长长度度的的选选取，使取，使图图象分布在坐象分布在坐标标平面的大部分面平面的大部分面积积上上5不不要要分分段段测测量量各各段段位位移移，可可统统一一量量出出各各计计数数点点到到计计数起点之数起点之间间的距离，的距离，读读数数时应时应估估读读到毫米的下一位到毫米的下一位6为为了了便便于于测测量量，可可以以舍舍掉掉开开头头一一些些过过于于密密集集的的点点，找一个点当作找一个点当作计时计时起点起点7区分区分计时计时点和点和计计数点数点计计时时点点是是指指打打点点计计时时器器在在纸纸带带上上打打下下的的点点计计数数

12、点点是是指指在在测测量量和和计计算算时时在在纸纸带带上上所所选选取取的的点点通通常常每每隔隔4个个轨轨迹迹点点选选1个个计计数点，数点，选选取的取的记记数点不少于数点不少于6个个2021/8/11 星期三14要要注注意意“每每5个个点点取取一一个个计计数数点点”与与“每每隔隔4个个点点取取一一个个计计数数点点”说说法法是是一一样样的的但但要要注注意意题题中中是是“每每几几个个点点取取一一个个计计数点数点”2021/8/11 星期三15图图42021/8/11 星期三16例例1如如图图4所所示示，某某同同学学在在做做“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”实实验验中中，由由打打点点计计时时器器得

13、得到到表表示示小小车车运运动动过过程程的的一一条条清清晰晰纸纸带带，纸纸带带上上两两相相邻邻计计数数点点的的时时间间间间隔隔为为T0.10 s，其其中中x17.05 cm，x27.68 cm，x38.33 cm，x48.95 cm，x59.61 cm，x610.26 cm，则则A点点处处瞬瞬时时速速度度的的大大小小是是_m/s，小小车车运运动动的的加加速速度度计计算算表表达达式式为为_，加加速速度度的的大大小小是是_m/s2(计计算算结结果果保保留留两两位位有有效效数数字字)2021/8/11 星期三17 2021/8/11 星期三18题后反思：求解时注意三点：题后反思：求解时注意三点：(1)

14、认清计时点与计数点，以便于确定打点周期；认清计时点与计数点，以便于确定打点周期；(2)明明确确x1、x2、xn表表示示的的含含义义，是是相相邻邻两两个个点点的的间距还是某点到起点的间距；间距还是某点到起点的间距；(3)准准确确进进行行单单位位换换算算，因因为为纸纸带带上上的的数数据据通通常常是是以以厘厘米为单位的米为单位的.2021/8/11 星期三19(2010.日日照照模模拟拟)在在“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验中中，打打点点计计时时器器使使用用的的交交流流电电源源的的频频率率为为50 Hz，记记录录小小车车运运动动的的纸纸带带如如图图5所所示示，在在纸纸带带上上选选

15、择择6个个计计数数点点A、B、C、D、E、F，相相邻邻两两计计数数点点之之间间还还有有四四个个点点未未画画出出，各各点点到到A点点的距离依次是的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.2021/8/11 星期三20(1)根根据据学学过过的的知知识识可可以以求求出出小小车车在在B点点的的速速度度为为vB_m/s，CE间间的平均速度的平均速度为为_ m/s.(2)以以打打B点点时时为为计计时时起起点点，建建立立vt坐坐标标系系如如图图6所所示示，请请在在图图中作出小中作出小车车运运动动的速度与的速度与时间时间的关系的关系图线图线(3)根据根据图线图线可得

16、小可得小车车运运动动的加速度的加速度为为_ m/s2.2021/8/11 星期三21 2021/8/11 星期三22答案：答案：(1)0.250.45(2)见图见图7(3)12021/8/11 星期三23题型二利用频闪照片求瞬时速度和加速度题型二利用频闪照片求瞬时速度和加速度例例2小小球球作作直直线线运运动动时时的的频频闪闪照照片片如如图图8所所示示，已已知知频频闪闪周周期期T0.1 s，小小球球相相邻邻位位置置间间距距(由由照照片片中中的的刻刻度度尺尺量量得得)分分别别为为OA6.51 cm，AB5.59 cm，BC4.70 cm，CD3.80 cm，DE2.89 cm，EF2.00 cm.

17、小球在位置小球在位置A时时的速度大小的速度大小vA_m/s.小球运小球运动动的加速度大小的加速度大小a_ m/s2.2021/8/11 星期三24答案答案0.6050.92021/8/11 星期三25图图9为为小小球球做做自自由由落落体体运运动动的的闪闪光光照照片片，它它是是每每隔隔s的的时时间间拍拍摄摄的的从从某某个个稍稍大大些些的的位位置置间间隔隔开开始始测测量量，照照片片上上边边数数字字表表示示的的是是这这些些相相邻邻间间隔隔的的序序号号，下下边边的的数数值值是是用用刻刻度度尺尺量量出出的的其其中中两两个个间间隔隔的的长长度度根根据据所所给给的的两两个个数数据据求求出出小小球球下下落落加

18、加速速度度的的测测量量值值g_m/s2.序序号号3的的间间隔隔长长度大度大约为约为_cm.(保留保留3位有效数字位有效数字)2021/8/11 星期三26答案：答案：9.709.862021/8/11 星期三271在在“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验中中，下下列列方方法法中中有有助于减小助于减小实验误实验误差的是差的是 ()A选选取取计计数数点点，把把每每打打5个个点点的的时时间间间间隔隔作作为为一一个个时时间单间单位位B使小使小车车运运动动的加速度尽量小些的加速度尽量小些C舍舍去去纸纸带带上上开开始始时时密密集集的的点点，只只利利用用点点迹迹清清晰晰、点点间间隔适当的那一

19、部分隔适当的那一部分进进行行测测量、量、计计算算D适当增加挂在适当增加挂在细绳细绳下下钩码钩码的个数的个数2021/8/11 星期三28解解析析：选选取取计计数数点点可可以以使使相相邻邻点点间间的的间间隔隔增增大大，在在用用直直尺尺测测量量这这些些点点间间的的距距离离时时，在在测测量量绝绝对对误误差差基基本本相相同同的的情情况况下下，相相对对误误差差较较小小，故故A正正确确；在在实实验验中中如如果果小小车车运运动动的的加加速速度度过过小小，打打出出的的点点就就很很密密，长长度度测测量量的的相相对对误误差差较较大大，测测量量的的准准确确度度会会降降低低，因因此此小小车车的的加加速速度度适适当当增

20、增大大一一些些较较好好，选选项项B错错误误；适适当当增增加加钩钩码码个个数数，可可使使小小车车的的加加速速度度适适当当增增大大，故故选选项项D正正确确舍舍去去纸纸带带上上过过于于密密集集，甚甚至至分分辨辨不不清清的的点点，可可以以减减小小长长度度测测量量的的相相对对误误差差故故选选项项C正正确确答案：答案：ACD2021/8/11 星期三292.“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验中中，使使用用电电磁磁式式打打点点计计时时器器(所所用用交交流流电电的的频频率率为为50 Hz)，得得到到如如图图10所所示示的的纸纸带带图图中中的的点点为为计计数数点点，相相邻邻两两计计数数点点间间

21、还还有有四四个个点点未未画画出来，下列表述正确的是出来，下列表述正确的是 ()A实验时应实验时应先放开先放开纸带纸带再接通再接通电电源源B(s6s1)等于等于(s2s1)的的6倍倍C从从纸带纸带可求出可求出计计数点数点B对应对应的速率的速率D相相邻邻两个两个计计数点数点间间的的时间间时间间隔隔为为0.02 s答案：答案：C2021/8/11 星期三303为为了了测测定定某某辆辆轿轿车车在在平平直直路路上上启启动动时时的的加加速速度度(轿轿车车启启动动时时的的运运动动可可近近似似看看成成匀匀加加速速运运动动)，某某人人拍拍摄摄了了一一张张在在同同一一底底片片上上多多次次曝曝光光的的照照片片如如图

22、图12所所示示，如如果果拍拍摄摄时时每每隔隔2 s曝曝光光一一次次，轿轿车车车车身身总总长长为为4.5 m，那那么么这这辆辆轿轿车车的的加加速度速度约为约为 ()A1 m/s2 B2 m/s2C3 m/s2 D4 m/s2图图122021/8/11 星期三31答案：答案：B2021/8/11 星期三324在在做做“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验中中，打打点点计计时时器器使使用用的的交交变变电电流流的的频频率率为为50 Hz，选选择择打打点点清清晰晰记记录录小小车车做做匀匀变变速速运运动动的的纸纸带带，在在纸纸带带上上分分别别用用数数字字05标标注注6个个计计数数点点，相相邻

23、邻两两个个计计数数点点之之间间还还有有四四个个点点没没有有画画出出纸纸带带上上从从0点点起起每每相相邻邻两两个个计计数数点点间间的的距距离离依依次次分分别别为为2.80 cm、4.40 cm、5.98 cm、7.60 cm、9.19 cm，如如图图13所所示示由由纸纸带带上上的的数数据据可可知知打打点点计计时时器器打打下下计计数数点点“3”时时，小小车车的的速速度度为为_ m/s；小小车车的的加加速速度度为为_ m/s2.(所所填填结结果果小小数点后保留两位数字数点后保留两位数字)2021/8/11 星期三33答案：答案：0.681.60图图132021/8/11 星期三345某某同同学学在在

24、测测定定匀匀变变速速运运动动的的加加速速度度时时，得得到到了了几几条条较较为为理理想想的的纸纸带带在在纸纸带带上上每每5个个点点取取一一个个计计数数点点，即即两两计计数数点点之之间间的的时时间间间间隔隔为为0.1 s，依依打打点点先先后后编编为为0、1、2、3、4、5.由由于于不不小小心心，纸纸带带被被撕撕断断了了如如图图14所所示示，请请根根据据给给出的出的A、B、C、D四段四段纸带纸带回答回答(填字母填字母)2021/8/11 星期三35(1)在在B、C、D三三段段中中选选出出从从纸纸带带A上上撕撕下下的的那那段段应应该该是是_；(2)打打纸带时纸带时，物体的加速度大小是，物体的加速度大小

25、是_ m/s2.答案：答案：D8.052021/8/11 星期三366有有一一种种“傻傻瓜瓜”相相机机的的曝曝光光时时间间(快快门门打打开开到到关关闭闭的的时时间间)是是固固定定不不变变的的为为了了估估测测该该相相机机的的曝曝光光时时间间，有有位位同同学学提提出出了了下下述述实实验验方方案案：他他从从墙墙面面上上A点点的的正正上上方方与与A相相距距H1.5 m处处，使使一一个个小小石石子子自自由由落落下下，在在小小石石子子下下落落通通过过A点点后后，立立即即按按动动快快门门，对对小小石石子子照照相相，得得到到如如图图15所所示示的的照照片片，由由于于小小石石子子的的运运动动，它它在在照照片片上

26、上留留下下一一条条模模糊糊的的轨轨迹迹CD.已知每已知每块砖块砖的平均厚度是的平均厚度是6 cm.2021/8/11 星期三37请请从从上上述述信信息息和和照照片片上上选选取取估估算算相相机机曝曝光光时时间间必必要要的的物物理理量量，用用符符号号表表示示，如如H等等，推推出出计计算算曝曝光光时时间间的的关关系系式式，并并估估算算出出这这个个“傻傻瓜瓜”相相机机的的曝曝光光时时间间(要要求求保保留留1位位有有效效数数字字)2021/8/11 星期三38 2021/8/11 星期三397用用滴滴水水法法可可以以测测定定重重力力加加速速度度，方方法法是是：在在自自来来水水龙龙头头下下固固定定一一块块

27、挡挡板板A，使使水水一一滴滴一一滴滴断断断断续续续续地地滴滴到到挡挡板板上上如如图图17甲甲所所示示，仔仔细细调调节节水水龙龙头头，使使得得耳耳朵朵刚刚好好听听到到前前一一个个水水滴滴滴滴在在挡挡板板上上的的声声音音的的同同时时，下下一一个个水水滴滴刚刚好好开开始始下下落落首首先先量量出出水水龙龙头头口口离离挡挡板板的的高高度度h，再再用用秒秒表表计计时时，计计时时方方法法是是：当当听听到到某某一一水水滴滴滴滴在在挡挡板板上上的的声声音音的的同同时时，开开启启秒秒表表开开始始计计时时，并并数数“1”，以以后后每每听听到到一一声声水水滴滴声声，依依次次数数“2,3，”，一一直直数数到到“n”时时

28、，按按下下秒秒表表按按钮钮停停止止时时，读读出秒表的示数出秒表的示数为为t.2021/8/11 星期三40(1)写写出出用用上上述述测测量量方方法法计计算算重重力力加加速速度度g的的表表达达式式：g_；(2)为为了了减减小小误误差差，改改变变h的的数数值值，测测出出多多组组数数据据，记记录录在在表表格格中中(表表中中t是是水水滴滴从从水水龙龙头头口口到到A板板所所用用的的时时间间，即即水水滴滴在在空空中中运运动动的的时时间间)，请请在在图图17乙乙中中所所示示的的坐坐标标纸纸上上作作出出适适当当的的图图象象，并并利利用用图图象象求求出出重重力力加加速速度度g的的值值：g_.(要求两位有效数字要求两位有效数字)2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42次数次数高度高度h/cm空中运空中运动时间动时间t/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.322021/8/11 星期三43 2021/8/11 星期三442021/8/11 星期三45