2020版物理新增分大一轮新高考讲义---第一章 运动的描述 匀变速直线运动 实验一

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1、2020版物理新增分大一轮新高考讲义实验一　研究匀变速直线运动的特点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

2、带进行测量分析．4．注意事项(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，计算相邻计数点距

3、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为两计数点间计时点的间

4、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　(2012·山东卷·21(1))某同学利用如图2甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz.图2(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点______和________之间某时刻开始减速．(2)计数点5

5、对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝______m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值____________(填“偏大”或“偏小”)．答案　(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20(3)2.00　偏大解析　(1)从计数点1到6相邻的位移差Δx≈2.00cm，在6、7计数点间的位移比5、6计数点间的位移增加了(12.28－11.01)cm＝1.27cm<2.00cm

6、，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间．(2)计数点5对应的速度大小为v5＝＝m/s≈1.00m/s.计数点4对应的速度大小为v4＝＝m/s≈0.80m/s.根据v5＝，得计数点6对应的速度大小为v6＝2v5－v4＝(2×1.00－0.80)m/s＝1.20m/s.(3)物块在计数点7到11之间做减速运动，根据Δx＝aT2得x9－x7＝2a1T2x10－x8＝2a2T2故a＝＝≈－2.00m/s2物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力μmg和打点计时器对纸带的摩擦阻力f，因此根据牛顿第二定律，得μmg＋f＝ma，即μ＝，因此用μ′

7、＝计算出的动摩擦因数比μ的真实值偏大．变式1　(2018·江西省六校第五次联考)在“研究匀变速直线运动的特点”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对照情况如图3所示．(打点计时器的频率为50Hz)图3(1)由图可以知道，A、B两点的时间间隔是________s，A点到D点的距离是________cm，D点到G点的距离是________cm；(小数点后保留2位)(2)通过测量不难发现，(xBC－xAB)与(xCD－xBC)、(xDE－xCD)、…基本相等．这表明，在实验

8、误差允许的范围之内，拖动纸带的小车做的是________________运动；(3)经过合理的数据处理后，可以求得加速度a＝________m/s2；(小数点后保留