实验研究匀变速直线运动

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时间:2018-11-26

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1、实验一 研究匀变速直线运动1.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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.2.实验原理(如图1所示)图13.实验步骤(1)按照如图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;(3)把小车停靠在打点计时器处,先接通电源,后放开小车;(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;(5)换纸带重复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.注

2、意事项(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.(2)两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取纸带.(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.(5)小车从靠近打点计时器位置释放.1.数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等...(2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点

3、距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.②利用逐差法求解平均加速度a1=,a2=,a3=⇒a==③利用平均速度求瞬时速度:vn==④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离.(2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2….(3)T是相邻两计数点间的时间间隔:T=0.02n(打点计时器的频率为50Hz,n

4、为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx=aT2,只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.命题点一 教材原型实验例1 (2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图2(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图2(1)由图(b)可知,小车在桌面上是_

5、_______(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A..点位置时的速度大小为________m/s,加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.038解析 (1)小车在阻力的作用下,做减速运动,由题图(b)知,从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小,所以小车在桌面上是从右向左运动.(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,所以相邻两水滴间的时间间隔为T=s=s,所以A点位置的速度

6、为vA=m/s≈0.19m/s.根据逐差法可求加速度a=,解得a≈-0.038m/s2,故加速度的大小为0.038m/s2.变式1 如图3所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的频率f=50Hz,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm.图3(1)下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.(结果保留

7、三位有效数字)位置BCDEF速度(m·s-1)0.7370.8010.994(2)以A点为计时起点,在图4中画出小车的速度—时间图线.图4(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________.(选填“大”或“小”)答案 (1)0.864 0.928 (2)如图所示..(3)0.64 (4)大命题点二 实验拓展创新1.复习启示高考实验

8、题一般源于教材而不拘泥于教材,是在教材实验的基础上创设新情景.因此,要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养,善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.2.情景拓展3.数据处理(1)加速度的获得:靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法:由打点纸带求速度→测定遮

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