2018年高考物理一轮复习专题04练习使用打点计时器研究匀变速直线运动（讲）（含解析）

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1、第一章直线运动1．直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及v—t图象是本章的难点。2．注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。3．本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助。第04讲练习使用打点计时器研究匀变速直线运动1.了解打点计时器的构造，会使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度．1．实验器材电火花计时器(或电磁打点计时

2、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．实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，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，接通电源，放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．3．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)处理的方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差

3、，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，，⇒③利用平均速度求瞬时速度：④利用速度—时间图象求加速度4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和木板平行．(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，防止钩码落地和小车与滑轮相撞．(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．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．5．依据纸带判断物体是否

4、做匀变速运动的方法(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为两计数点间计时点的间隔数)．(4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必然是个恒量．这表明：只要小车做匀加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等.★典型案例★在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数

5、点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出.打点计时器接频率为f=50Hz的交流电源。（1）打下E点时纸带的速度vE=（用给定字母表示）；（2）若测得d6=65.00cm,d3=19.00cm,物体的加速度a=m/s2;（3）如果当时电网中交变电流的频率f＞50Hz,但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）；（2）；（3）偏小。（3）如果在某次实验中，交流电的频率，，那么实际打点周期变小，根据运动学公式得：真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。【名师点睛】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的

6、点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。★针对练习1★在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：（1）设电火花计时器的周期为T，计算的公式为=________；（2）根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图像。（3）利用该图像求物体t=0

7、时刻的速度v=______m/s（结果保留2位有效数字）（4）利用该图像求物体的加速度a=___________（结果保留2位有效数字）（5）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）【答案】（1）（2）如图所示（3）（4）（5）不变【名师点睛】根据匀变速直线运动中在相等的时间内，速度的变化量相等，即可求解瞬时速度的大小，根据速