主题六实验与探究(一)(必修)

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1、主题六实验与探究（一）（实验一：研究匀变速直线运动）I.考点解读考纲要求］1.会正确使用打点计时器。2・会正确使用刻度尺。3.会用打上点的纸带研究物体的运动，握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。4.会测定匀变速直线运动的加速度和纸带上各点的瞬时速度。5.学会用多次测量求平均值的方法减小偶然误差。［要点精析］一、认识和使用打点计时器1.电磁打点计时器（1）工作电压：交流4〜6V。⑵工作原理：在线圈和永久磁铁的作川卜振动片被磁化而受力振动，振动的针通过复写纸片在纸带上打下计时点。2.电火花打点计时器⑴工作电压：交流220Vo⑵工作原

2、理：利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹。⑶电火花打点计时器的优点：工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。3.两种计时器的共同点打点时间间隔都是0.02so若纸带跟运动物体连接，则纸带上的点迹就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。通过研究纸带上的点迹之间的距离，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体的运动時况。二、实验原理1.曲纸带判断物体是否做匀变速直线运动物体如果以加速度a做匀加速直线运动，在任意连续的、相邻的、相等的时间间隔At内的位移分别为Si、S2NS3、Sn,则有S2—S1=S3—S2==Sn

3、—Sn-i=aAt2=常量。因此,只要看纸带上连续的、相邻的、相等的计数点间的距离之差是否相等，主可以判断物体是否做匀变速直线运动。2.由纸带求物体加速度的方法⑴用“逐差法”求加速度S-S①根据S2—Si=aAtS3—S2=aAtSi—S3=aAt2可得a,=——。3△厂②同理可得加速度5=殳手、他=玉二?1-3Ar233Ar2③再算出&、念、加的平均值即为物体的加速度—%+6Z?+Cl3(S6+S、+Sq)—(S3+S-,+S])a==~:~:=39Ar2用“逐差法“求加速度能够尽可能多的使用测得的数据，以减小偶然误差。⑵川

4、速度图彖法求加速度①山“匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”，即匕=5讪求出打下笫n个计数点时纸带的瞬时速度。“2Ar②山各点的速度值作出物体运动的速度图象。③求出速度图线的斜率即为物体的加速度。三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、学生电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、毫米刻度尺、钩码、导线。四、实验步骤1•把带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并把滑轮伸出桌而，把打点计时器固定在长木板上没冇滑轮的一端，并将打点计时器连接在电源上。1.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过

5、打点计吋器的复写纸下，并把它的一端固定在小车的后而。2.把小车停在靠近打点计时器处.接通电源等打点计时器稳定后，放开小车。3.换上新纸带，重复实验三次。五、注意事项1.要注意区别计时点和计数点、计时周期和计数周期。2.实验中的S、$、,、$.、……是相邻的、相等的时间间隔内的位移，不要误认为是小年的总位移。3.释放小车前，小车应该靠近打点计吋器，纸带应穿过限位孔，置于复写纸下。4.电磁打点计时器使用交流4〜6伏电源，电火花打点计时器使用的是220V电源。5.先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再释放小车。6•选计数点时,以间距大于

6、0.40cm迹点为起点;测量时要估读出0.lmmoII.例题解析【例1]在“研究匀变速直线运动”实验中，对于减小实验谋差來说，下列说法中无益的是A.选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽可能小些C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的哪一部分进行测量、计算。A.选取各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验解析：因为在测量的绝对误差相同的情况下，测屋距离较大时相对误差较小，所以研究纸带时，为了使测量的距离大一些，往往把每打5个时间间隔做为一个时间单位，故选项A对减小谋差是有益的。如果

7、小车的加速度较小，打出的纸带上的点迹比较密集，长度测量的相对误差较大，测量的准确度会降低，故选项B对减小误差无益。为了减小长度测量的相对课差，舍去纸带上密集的，其至是不清晰的点是必要的，故选项C对减小i吴差有益。如果实验中所用的长木板各部分的平整程度不同，则小不将做非匀变速直线运动，计算出的加速度值，具误差会很大，故选项D对减小误差有益。正确答案B。点评：在研究纸带时，一般并不从打下的第一点开始，原因是开始段相邻的点迹间的距离过小，测量时的相对i吴差较大，会影响实验的精确程度。所以一般是从相邻点迹间的距离大于4mm开始。【例2】在

8、研究匀变速直线运动的实验屮，算出小车经过各计数点的瞬时速度如计数点的序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.016&0为了计算加速度