2019版高考物理一轮复习实验增分专题1研究匀变速直线运动学案

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1、实验一　研究匀变速直线运动考纲要求考情分析命题趋势研究匀变速直线运动2017·全国卷Ⅰ，222017·全国卷Ⅱ，22高考对本实验的考查主要侧重于对打点纸带的研究——通过打点纸带计算瞬时速度、计算加速度、判定物体运动性质，同时要注意此方法的类比拓展，如通过频闪摄像研究物体运动、通过其他“留迹法”研究物体运动知识梳理·夯实基础一、实验目的1．练习使用打点计时器，学会用打点纸带研究物体的运动情况．2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t

2、图象，根据图象求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器获取记录物体运动信息的打点纸带，通过纸带上的点研究物体的运动．2．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4……若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝……则说明物体做匀变速直线运动．3．速度的求解方法用“平均速度法”求速度，即vn＝，如图所示．4．加速度的求解方法(1)“两大段法”求加速度，若已知纸带上x1、x2、x3、x4、x5、x6连续的六段，每段时间为T，可分成x1＋x2＋x

3、3和x4＋x5＋x6两大段，每大段对应时间3T，根据x2－x1＝aT2得(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2，解得a＝.(2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即a＝＝.(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v－t图象，直线的斜率即加速度的大小．三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器、低压交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线．四、实验步骤1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打

4、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，细绳绕过滑轮，下边挂上合适的钩码，将纸带穿过打点计时器，固定在小车的后面．实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．3．将小车停在靠近打点计时器处，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测量分析．五、数据处理1．由实验数据得出v－t图象(1)选适当的点作计时起点，在纸带上标出计数点，用刻度尺量出各计数点到起点的距离．(2)计算各计数点的速度

5、，填入表格，根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中描点．(3)根据描的点作一条直线，使各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，如图所示．2．小车运动的速度随时间变化的规律(1)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．(2)既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化．六、误差分析1．根据纸带测量的位移有误差．2．电源频率

6、不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的v－t图象并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量的平均加速度．七、注意事项1．平行纸带、细绳要和长木板平行．2．靠近释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．3．先后顺序实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带．4．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，小车与滑轮碰撞．5．减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大

7、而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．6．纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点．7．准确作图在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条平滑曲线，让各点尽量落到这条曲线上，落不到曲线上的各点应均匀分布在曲线的两侧．核心考点·分层突破考点1　实验原理与操作[例1]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．①请完成以下主要实验步骤：按图甲安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物__

8、靠近__(选填“靠近”或“远离”)计时器下端；__先接通打点计时器电源，再释放纸带__，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．②图乙和丙是实验获得的两条纸带，应选取__乙__(选填“乙”或“丙”)来计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和__纸带与打点计时器之间有摩擦__.(1)打点计时器①作用：计时仪器，每隔0.02s打一次点．②工作条件(2)纸