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《2020高考物理大一轮复习 实验一 研究匀变速直线运动学案新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验一 研究匀变速直线运动一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器(或电火花计时器),会用打点的纸带研究物体的运动情况.2.测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度.二、实验原理1.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压在 V以下,电火花计时器的工作电压是220V.当电源频率是50Hz时,它每隔 s打一次点.在小车运动过程中,使用电火花计时器时纸带受到的摩擦力比使用电磁打点计时器时小一些. 2.利用纸带判断物体运动状态的方法:设纸带上连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…
2、、xn-1、xn、xn+1,纸带上相邻两点间的位移差为Δx.(1)若Δx=xn+1-xn为零,则说明物体做 运动; (2)若Δx=xn+1-xn为非零常数,则说明物体做 运动. 3.利用纸带求瞬时速度的方法:如图S1-1所示,B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,即vB= . 图S1-14.利用纸带求加速度的方法(1)用相邻计数点间的位移差求加速度:a= . (2)用v-t图像的斜率求加速度:a= . 三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、交流电源、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、 、细绳
3、、钩码(或重物)、刻度尺、墨粉纸(电磁打点计时器配备的是复写纸片). 四、实验步骤1.安装实验装置,如图S1-2所示.图S1-22.先接通电源,然后释放小车,重复打3条纸带.3.挑选纸带,确定计数点,测相邻计数点之间的距离.4.用Δx=aT2确定物体的运动是匀速直线运动还是匀变速直线运动.5.用瞬时速度与平均速度的关系求瞬时速度,用公式Δx=aT2或v-t图像求加速度.热点一 实验原理与实验操作例1某同学利用如图S1-3所示装置研究小车的匀变速直线运动.图S1-3(1)实验中,必要的措施是 (填选项前的字母). A.细线必须与长
4、木板平行B.先接通电源,再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图S1-4所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s.(结果均保留两位有效数字) 图S1-4■要点总结(1)纸带和细
5、线要与木板平行,小车运动要平稳.(2)实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后先断开电源,后取纸带.(3)要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞.(4)小车的加速度应适当大些,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)选择一条较理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,舍弃打点密集的部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少.热点二 数据处理与误差分析(1)纸带的取点处理原则如图S1-5所示,从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量
6、的位置取一个开始点A,然后每5个点(或每隔4个点)取一个计数点,分别记为B、C、D、E、F……这样每两个计数点之间的时间间隔为T=0.1s,计算比较方便.图S1-5(2)从纸带上读取长度的方法利用毫米刻度尺测出各点到A点的距离,算出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6……由于毫米刻度尺的最小刻度是1mm,读数时必须估读到0.1mm.(3)用Δx=aT2确定物体的运动是匀速直线运动还是匀变速直线运动.(4)用瞬时速度与平均速度的关系求瞬时速度,用公式Δx=aT2或v-t图像求加速度.①用逐差法求加速度:一般取6段(偶数段
7、)位移,根据x4-x1=3a1T2,x5-x2=3a2T2,x6-x3=3a3T2,分别求出a1=x4-x13T2、a2=x5-x23T2、a3=x6-x33T2,再取它们的平均值a=13(a1+a2+a3)作为物体运动的加速度的测量值,则a=x6+x5+x4-x3-x2-x19T2.图S1-6②用v-t图像求加速度:根据匀变速直线运动在某段时间中点的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即vn=xn+xn+12T,求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,如图S1-6所示,则图线的斜率等于物体运动的加速度,即a=ΔvΔt.例2[2
8、017·全国卷Ⅰ]某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图S1-7甲所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔
