2021高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动实验一：研究匀变速直线运动教案20210322255.doc

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1、高考实验一：　研究匀变速直线运动◎认识“两种仪器”——电火花计时器和电磁打点计时器(1)作用：计时仪器，接频率为50Hz交变电流，每隔0.02s打一次点(2)◎区别“两种点”——计时点和计数点计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02-15-/15高考s；计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定，如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1s。◎注意事项1．平行：纸带和细绳要和木板平行。2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车

2、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，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。◎误差分析1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差。2．作vt图象时出现作图误差。3．长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化改造成误差。考点一　教材原型实验　实验原理与操作(2018·卷·21)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，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然

3、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……-15-/15高考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(含砝码)(2)在图3中已标出计数点

4、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vt图象。(3)观察vt图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是________。vt图象斜率的物理意义是________。(4)描绘vt图象前，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Δt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Δx大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。(5)-15-/15高考早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该

5、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。解析：　(1)打点计时器使用的是低压交流电源，故选A；打相邻计数点的时间间隔是已知的，故不需要秒表；计数点间的距离需要用刻度尺测量，故选C；由于不需要知道小车和重物的质量，故不需要天平(含砝码)。(2)先根据A、B、D、E对应位置及C点对应时间标出计数点C对应的坐标点，再平滑连结各点连线时要让尽量多的点在一条直线上。(3

6、)依据vt图象是直线(斜率一定)，即小车的速度随时间均匀变化，判断出小车做匀变速直线运动；vt图象斜率的物理意义是加速度。(4)表示的是Δt内的平均速度，只有当Δt趋近于零时，才表示瞬时速度。因此若用表示各计数点的瞬时速度，对Δt的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的Δx越大，Δx的测量误差就越小，算出的速度的误差就越小，因此从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差有关。(5)如果小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它通过的位移x＝t，故推出x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速

7、度是否随时间均匀变化。答案：　(1)A　C　(2)如图所示　(3)小车的速度随时间均匀变化　加速度　(4)越小越好　有关　(5)如果小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。-15-/15高考对(5)问，人教版必修1有如下论述：通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为0，而且速度随时间的变化是均匀的，即v∝t，它通过的位移就与所用时间的二次方成正比，即x∝t2；教科版必修1也有类似论述。因此在高考复习中仔细研读教材远比刷题

8、有效[变式1]　某物理小组利用图甲所示的实验装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中，保证小车做匀变速直线运动的必要措施是________(填写选项前的字母)。A．细线必须与长木板平行B．将长木板上没有滑轮的一端适当垫高C．钩码的质量远小于小车的质量D．先接通电源后释放小车(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，