最新【金版优课】高考物理一轮教学案：专题十二考点一实验一_研究匀变速直线运动_含解析.doc

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1、专题十二　实验与探究考纲展示　命题探究实验一　研究匀变速直线运动基础点1.实验装置图2．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。3．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。4．实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，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

2、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，接通电源，放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量，数据填入设计的表格中。重难点一、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：电磁打点计时器，6V以下交流电源；电火花计时器，220V交流电源。(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。计数点是指测量和计

3、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图线是一条倾斜的直线，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．由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段

4、时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，vn＝。4．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法：根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出a1＝，a2＝，a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值a＝＝×＝，即为物体的加速度。(2)图象法：如图所示，以打某计数点时为计时起点，利用vn＝求出打各点时的瞬时速度，描点得vt图象，图象的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度。二、数据处理1．由实验数据得出vt图象(1)根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中仔细描点。(2)

5、作一条直线，使同一次实验得到的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，这条直线就是本次实验的vt图线，它是一条倾斜的直线，如图所示。2．由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律(1)直接分析图象的特点得出。小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt时，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)通过函数关系进一步得出。既然小车的vt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，显然v与t成线性关系

6、，小车的速度随时间均匀变化。三、误差分析1．误差：测量值与真实值的差异叫误差。(1)从产生原因看(2)从数据分析看2.本实验偶然误差(1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差。(2)用作图法作出的vt图象并不是一条直线。为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。3．本实验系统误差(1)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率。(2)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只

7、能是所测量段的平均加速度。可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨。四、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

8、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，应作一条直线，让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则。五、实验改进1．用气垫导轨代替长木板或在木板上铺一层白纸以减小摩擦阻力。2．用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器。优点：通过以上装置的改进能很大程度地减少因长木板和打点计时器的限位