《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動的研究 實驗1 用打點計時器測速度 實驗2 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律創(chuàng)新學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動的研究 實驗1 用打點計時器測速度 實驗2 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律創(chuàng)新學(xué)案（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實驗1　用打點計時器測速度(必考) 實驗2　探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(必考) [考綱解讀]　(1)練習(xí)正確使用打點計時器。(2)會計算紙帶上各點的瞬時速度。(3)會利用紙帶計算加速度。(4)會用圖象法探究小車速度與時間的關(guān)系，并能根據(jù)圖象求加速度。 實驗原理 1. 實驗過程 注意事項 1.平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行。 2.兩先兩后：實驗中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；實驗完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶。 3.防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。 4.減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度

2、大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個計數(shù)點為宜。 5.紙帶選取：選擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點。 6.準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏，而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)。 考點一　平均速度、瞬時速度的計算 根據(jù)紙帶上兩點間的位移Δx和時間Δt，算出紙帶在這兩點的平均速度v＝。在要求不是很高的情況下，可以用這個平均速度粗略的表示物體在經(jīng)過位移Δx內(nèi)某一位置時的瞬時速度。 說明：(1)計時點：打點計時器在紙帶上打出的每個點

3、跡叫做計時點。若用50 Hz的交流電，則兩個相鄰點跡(計時點)的時間間隔為0.02 s。 (2)計數(shù)點：為了方便研究運(yùn)動規(guī)律，從紙帶上有規(guī)律的選取部分計時點，并加以標(biāo)號，這些被選取并標(biāo)號的計時點叫做計數(shù)點。 1.在本節(jié)的實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，各點到A點的距離依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。 根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點的速度為vB＝________m/s。CE間的平均速度為________

4、m/s。 解析　相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s 所以vB＝＝ m/s＝0.25 m/s CE＝＝ m/s＝0.45 m/s 答案　0.25　0.45 2.某同學(xué)在做“用打點計時器測速度”實驗時，從打下的若干紙帶中選取了點跡清晰的一條，如圖所示。打點計時器的電源頻率為50 Hz。 由這些已知數(shù)據(jù)計算： (1)物體經(jīng)過BD過程的平均速度＝________m/s； (2)與紙帶上C點相對應(yīng)的瞬時速度v＝________m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字) 解析　相鄰計數(shù)點間的時間間隔是T＝0.02 s，所以BD過程中的平均速度＝＝1.51 m/s；紙帶上的C點相對應(yīng)的

5、瞬時速度可以用BD過程的平均速度替代，即v＝1.51 m/s。 答案　(1)1.51　(2)1.51考點二　實驗原理與實驗操作 1.如何選取紙帶和計數(shù)點 要選取點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點，然后每5個點取一個計數(shù)點，測量出相鄰計數(shù)點間的距離，利用打下點的紙帶和測量的有關(guān)數(shù)據(jù)便可以進(jìn)行計算。 2.判定物體運(yùn)動的性質(zhì) 通過研究紙帶上各點之間的間距，可以判斷物體的運(yùn)動情況。若連續(xù)相鄰相等的時間間隔內(nèi)的位移x1、x2、x3…基本相等，則物體在實驗誤差允許范圍內(nèi)做勻速運(yùn)動。若Δx＝xm－xn(xm、xn為紙帶上相鄰的兩段位移)基本相等，則物體在實驗誤

6、差允許范圍內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動。 3.由紙帶求物體的運(yùn)動速度 “平均速度法”求速度：做勻變速直線運(yùn)動的物體，某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即vn＝。 1.打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，如圖中甲、乙所示是高中物理實驗中常用的兩種，請回答下面的問題。 (1)甲圖是________打點計時器，電源采用的是________。 (2)乙圖是________打點計時器，電源采用的是________。 (3)已知打點計時器所用交流電源的頻率是f，用它記錄一個運(yùn)動小車的位移，打出的一條紙帶和已選好的計數(shù)點0、1、2、3、4如圖丙所示。某同學(xué)測量出1、2兩點

7、間的距離為x12，3、4兩點間的距離為x34，由此可計算出小車在1、2兩點間的平均速度為________；在3、4兩點間的平均速度為________。 解析　打點周期T＝，1、2兩點間和3、4兩點間的時間間隔t＝4T＝，故v12＝＝，v34＝＝。 答案　(1)電磁　4～6 V低壓交流電源　(2)電火花　220 V交流電源　(3)　 2.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)操作以下實驗步驟，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

8、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，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動 F.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 (1)所列步驟中有錯誤的是______________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟： _____________________________________________________ _______________

9、_____________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序：________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)步驟A中應(yīng)先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。(2)遺漏的

10、步驟G：換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。(3)步驟完善后，合理的實驗步驟順序為BFECADG。 答案　(1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源 (2)G.換上新紙帶，重復(fù)實驗三次 (3)BFECADG 3.在“利用打點計時器測定勻加速直線運(yùn)動的加速度”實驗中，某同學(xué)在打出的紙帶上每五個點取一個計數(shù)點，共取了A、B、C、D、E、F六個點，每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出，如圖甲所示。打點計時器每隔0.02 s打一次點。從每一個計數(shù)點處剪開分成五段(分別叫a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖乙所示，由此可以得到一條表示v－t關(guān)系的圖線

11、，從而求出加速度。 (1)若在xOy坐標(biāo)系中用最簡捷的方法作出能表示v－t關(guān)系的圖線，則________軸相當(dāng)于v軸。 (2)從第一個計數(shù)點開始計時，要想求出0.15 s時刻的瞬時速度，需要測出________段紙帶的長度。 (3)若測得a段紙帶的長度為2.0 cm，e段紙帶的長度為10.0 cm，則加速度為________m/s2。 解析　(1)做勻加速直線運(yùn)動的物體某段時間的中間時刻速度等于這段時間的平均速度，則y軸相當(dāng)于v軸。 (2)0.15 s處于BC段的中間時刻，則需求出b段紙帶的長度。 (3)由s5－s1＝4aT2可求出加速度為2 m/s2。 答案　(1)y

12、　(2)b　(3)2 4.某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運(yùn)動。 實驗步驟如下： A.安裝好實驗器材； B.讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復(fù)幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點； C.測出x1、x2、x3…。 結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列問題： (1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車，一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有________。(填選項代號) A.電壓合適的50 Hz交流電源　B.電壓可調(diào)的直流電源C

13、.秒表　D.刻度尺　E.天平　F.重錘　G.彈簧測力計　H.滑動變阻器 (2)如果小車做勻加速直線運(yùn)動，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________。 解析　(2)因小車做勻加速直線運(yùn)動，所以x3－x2＝x2－x1，即2x2＝x1＋x3。c點是bd段的時間中點，則c點的瞬時速度等于該段的平均速度，vc＝。 答案　(1)AD　(2)x3－x2＝x2－x1(或2x2＝x1＋x3)　考點三　描繪v－t圖象 1.用圖象表示速度 物體運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系也可以用圖象描述。以速度v為縱軸、時間t

14、為橫軸在方格紙上建立直角坐標(biāo)系。將實驗中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點。再用一條平滑的曲線來“擬合”坐標(biāo)系中描出的點，這條曲線反映了速度v與時間t的關(guān)系，如圖所示。 2.實驗中計算加速度的三種方法 (1)v－t圖象法：先根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中，物體在某段 時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即vn＝，求出打第n個點時紙帶的瞬時速度，然后作出v－t圖象，圖象的斜率即為小車運(yùn)動的加速度。 (2)公式法：利用已測得的兩組數(shù)據(jù)(tn，vn)和(tm，vm)代入公式a＝＝求解，這種方法的誤差較大。 (3)根據(jù)Δx＝aT2求a：如圖所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為T，且滿足x6－x

15、5＝x5－x4＝x4－x3＝x3－x2＝x2－x1，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣可使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確性。 1.實驗中，如圖所示為一次記錄小車運(yùn)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＝0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運(yùn)動。 (2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度：vD＝_________________________________m/s， vC＝________ m/s，vB＝________ m/s。在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________。

16、 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義是_______________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)可知 xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60 cm， 故小車做勻加速直線運(yùn)動。 (2)根據(jù)v＝可知 vD＝ m/s＝3.90 m/s vC＝ m/s＝2.

17、64 m/s vB＝ m/s＝1.38 m/s 描點連線得如圖所示v－t圖線，根據(jù)圖線斜率知 a＝12.60 m/s2。 (3)圖線與縱軸交點的速度的物理意義是零時刻小車經(jīng)過A點的速度。 答案　(1)勻加速直線 (2)3.90　2.64　1.38　見解析圖　12.60 m/s2 (3)零時刻小車經(jīng)過A點的速度 2.某同學(xué)用圖甲的實驗裝置分析勻變速直線運(yùn)動，電火花計時器所接電源頻率為50 Hz，如圖乙是他在實驗中得到的一條紙帶，他將選出的紙帶舍去開始密集的點跡，然后從便于測量的點開始，每5個點取一個計數(shù)點，如圖乙中A、B、C、D、E、F、G點所示，他把一個毫米刻度尺放在紙帶上

18、，其零刻度線和計數(shù)點A(A為所選計數(shù)點中最早打下的點)對齊，試分析下列問題： 甲 乙 (1)讀出相鄰兩點間的長度，進(jìn)行下列計算并填入表內(nèi)(單位：cm) Δx1＝xBC－xAB Δx2＝xCD－xBC Δx3＝xDE－xCD Δx4＝xEF－xDE Δx5＝xFG－xEF 由此可得出：在誤差允許的范圍內(nèi)，________________，所以小車做________運(yùn)動，小車的加速度是a＝________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 (2)該同學(xué)在圖丙中已標(biāo)出B、C、D、F計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)點，請你在該圖中標(biāo)出與E計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出v－t圖。根據(jù)圖象求出小車通

19、過A點時的瞬時速度vA＝________ m/s(保留兩位有效數(shù)字)。 丙 解析　(1)連續(xù)相鄰相等的時間間隔內(nèi)的位移差如下表(單位：cm)： Δx1＝xBC－xAB Δx2＝xCD－xBC Δx3＝xDE－xCD Δx4＝xEF－xDE Δx5＝xFG－xEF 0.40 0.44 0.42 0.41 0.41 在誤差允許的范圍內(nèi)，小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差相等，可見小車做勻加速直線運(yùn)動。 根據(jù)逐差法得a＝ ＝ m/s2＝0.42 m/s2。 (2)小車通過E點的瞬時速度為 vE＝＝ m/s＝0.247 m/s。 所作的圖象如圖所示。圖線在縱軸上的截距表示小車通過A點時的瞬時速度，由圖可看出，小車通過A點的瞬時速度為vA＝0.080 m/s。 答案　見解析 10