2020版高考物理一轮复习专题1.4实验一研究匀变速直线运动（精讲）（含解析）

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1、实验一　研究匀变速直线运动（精讲）1.正确使用打点计时器。2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。3.处理实验数据，测定匀变速直线运动的加速度。1．实验目的(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)。(3)测定匀变速直线运动的加速度。2．实验原理(1)打点计时器①作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。②工作条件③处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点

2、。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。(2)匀变速直线运动的判断①沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。②利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的vt图象。若vt图象是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。3．实验器材电磁打点计时器(

3、或电火花计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。4．实验步骤(1)把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。(2)把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。(3)将小车停在靠近打点计时器的位置，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。(4)先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。(5)换上新的纸带，重复实验两次。5．数据处理(1)计算速度根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，求各计数点瞬时速

4、度：vA＝，vB＝，vC＝等。(2)作vt图象　　建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，根据数据描点。画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍去。(3)计算加速度方法一：根据a＝，先求出各点的速度，作出vt图象，计算图线的斜率即加速度。方法二：根据a＝，将纸带数据分成时间相等的两大段，设图中相邻计数点的时间间隔是T，则a＝。6．注意事项(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(3)先接通电源，计时器

5、工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。(5)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。(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。考点一实验原理与操作【典例1】（2018年北京卷）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当

6、作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平

7、(含砝码)（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________。（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的

8、误差______(选填“有关”或“无关”)。（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。【答案】(1).AC(2).如图所示：(3).小车的速度随时间均匀变化加速度(4).越小越