2014届高考物理人教版一轮总复习配套课件 1.4 实验一：研究匀变速直线运动
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(2)计数点5对应的速度等于4和6间的平均速度v5= [(9.00+11.01)×10-2]/0.2 m/s=1.00 m/s
同理v4=[(9.00+7.01)×10-2]/0.2 m/s=0.80 m/s 又v5=(v4+v6)/2可解得计数点6对应的速度大小为1.20 m/s。 (3)在减速阶段Δx=2.00 cm，则加速度为a=Δx/T2 =2.00×10-2/0.12 m/s2=2.00 m/s2。在减速阶段产生加速度的力 是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以计算结果比动摩擦因 数的真实值“偏大”。
（１）打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所 以不需要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度 尺，选Ｄ。 （２）由公式v2=2gh，如绘出v2/2-h图象，其斜率也等于重力加速度。
3.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f=50 Hz。在纸带上 打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染。如图1-4-8所示， A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA=16.6 mm、 xB=126.5 mm、xD=624.5 mm。
在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____和_____。(填选项代号)
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平 F.重锤
图1-4-5
(2)将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位 置如图1-4-5所示，则x2=______ cm，x5=_______ cm。
7.增减所挂钩码数，再做两次实验。 8.实验结束后，整理好实验器材。
二、注意事项 1.要在钩码落地处放上软垫或砂箱，防止撞坏钩码。 2.要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板，防止撞坏 小车。 3.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50 cm的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜。 4.纸带运动时尽量不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。 5.要先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车；放开小 车时，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带的长度。 6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出 各计数点到计数起点0之间的距离)，读数时应估读到毫米的下一位。
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a/g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”）。
(1)由于计数点前后的间隔距离都小于它们的间隔距 离，说明计数点6之前物块在加速，计数点7之后物块在减速， 则开始减速的时刻在6和7之间。答案6；7（或7；6）。
4.做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带， 交流电源的频率是50 Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5 个点剪下一段纸带。如图1-4-9所示，每一小段纸带的一端 与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。 (1)仔细研究图，找出小车在相邻时间内位移存在的关系。 (2)设t＝0.1 s，请画出该小车的v－t图象。 (3)根据图象求其加速度。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨
过滑轮，下面挂上合适的钩码，放手后，
图1-4-1
看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，
并把纸带的另一端固定在小车的后面。
3.把小车停在打点计时器处。先接通电源，后释放小车，让小车
拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，换上新纸带，
重复实验三次。
4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点， 在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点， 确定好计数始点，并标明0，1，2，3，4，…，测量各计数点到0点的距离x， 并填入表中。
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
时间t/s
x/m
v/(m·s-1)
x/m
a/(m·s-2)
（１）因为“每隔4个点取1个计数点”，故相邻两计数点的时间间隔为T′=0.02 s×5 =0.1 s；
（２）打C点时的瞬时速度等于以C点为中间时刻的BD段的平均速度。 所以vC=vBD=BD/2T′=(xD-xＢ)/2T′=2.5 m/s。
（３）T′＝5T=5/f xAB=xB-xA xAD=xD-xA xAB=vAT′+1/2aT′2 xAD=vA×3T′+1/2a×(3T′)2 联立以上各式可解得 a=(xD-3xB+2xA)f2/75。
xn-xn-1= aT2 ，即任意两个连续相等的时间间隔内的位移差相等。
可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动。 (2)匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间内
中间时刻的 瞬时 速度。
一、实验过程
1.如图1-4-1所示，把一端附有滑轮 的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出 桌面，把打点计时器固定在长木板上远 离滑轮的一端，连接好电路。
集，甚至分辨不清的点，因此C正确。
2.如图1-4-7所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸
带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁
架台和带夹子的重物，此外还需__D__(填字母代号)中的器材。
A.直流电源、天平及砝码
a /(m·s-2)
5.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得 各计数点1，2，3，4，5的瞬时速度，填入上面的表格中。
6.计算出相邻的计数点之间的距离x1，x2，x3，…，用逐差法求出 加速度，最后求其平均值，填入上面的表格中。(也可由上个步骤中求出的 各计数点对应的瞬时速度，作出v-t图象，根据图象的斜率来求加速度a)。
学案4 实验一：研究匀变速直线运动
1.打点计时器通过打点实现 计时 的仪器，若所用交流电源频 率为50 Hz，则每隔 0.02s 打一次点。电磁打点计时器接 4V-6V 的 交流电源，电火花计时器接 220V 交流电源。
2.匀变速直线运动的特点 (1)物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时 间T内发生的位移依次为x1，x2，x3,…,xn，则有：x2-x1=x3-x2=…=
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1-4-2乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。
(1)通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点
和 之间某时刻开始减速。
(2)计数点5对应的速度大小为
m/s，计数点6
图1-4-2
(1)由图中所标纸带每段位移的大小，可
图1-4-9
知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似
认为Δy=8 cm。(Biblioteka )由图中的x轴作为时间轴，以纸带的
宽度表示相等的时间间隔T＝0.1s，每段纸带
最上端中点对应v轴上的速度恰好表示每段时
间的中间时刻的瞬时速度，即vn＝yn/T；因 此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时
量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A正确；在实验中，
如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较
大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速
度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，
故B错误，D正确；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺
图1-4-7
(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使
图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作_(_v_2/_2_)_-_h_图象，其纵轴表 示的是__速__度__平___方__的__二__分___之__一___，横轴表示的是_重__物__下___落__的__高__度____。
刻的瞬时速度，将纸带上端中间各点连接起来，可得到v-t图
象，如图所示。
(3)利用图象求斜率可以求得小车加速度a＝0.8 m/s2。
某同学用图1-4-3所示的实验装置研究小车在斜面
上的运动。实验步骤如下：
a.安装好实验器材。
b.接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下
运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带。
舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每
图1-4-3
两个打点间隔取一个计数点，如图1-4-4中0、1、2…6。
c.测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、x3…x6。 d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
图1-4-6
1.在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是ACD
(
)
A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测
量、计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数
选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测
三、误差分析 本实验参与计算的量有x和T，因此误差来源于x和T。 1.由于相邻两计数点之间的距离x测量不够精确而使a的测量结果产 生误差。 2. 电源的频率不稳定使T不稳定而产生误差。
【例题】[2012年高考山东理综卷]某同学利用图
1-4-2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，
(3)该同学在图1-4-6中已标出1、3、4、6计数点对应的坐 标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐 标点，并画出x/t-t图线。
(4)根据x/t-t图判断，在打0计数点时，小车的速度v0=____ m/s；它在斜面上运动的加速度a= ______m/s2。
(1)A C (2) 2.98(2.97～2.99均可) 13.20(13.19～13.21均可) (3)见图 (4)0.18(0.16～0.20均可) 4.80(4.50～5.10均可)
e.分别计算出x1、x2、x3…x6与对应时间的比值x1/t1、x2/t2、x3/t3…x6/t6。 f.以x/t为纵坐标、t为横坐标，标出x/t与对应时间t的坐标点，画出x/t-t图线。
图1-4-4
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，
图1-4-8
若无法再做实验，可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为__0_._1_s； (2)打C点时物体的速度大小为__2_._5__m/s(取2位有效数字)； (3)物体的加速度大小为___(x__D_-_3_x_B_+__2_x_A_)_f_2_/7__5_(用xA、xB、xD和f表示)。
同理v4=[(9.00+7.01)×10-2]/0.2 m/s=0.80 m/s 又v5=(v4+v6)/2可解得计数点6对应的速度大小为1.20 m/s。 (3)在减速阶段Δx=2.00 cm，则加速度为a=Δx/T2 =2.00×10-2/0.12 m/s2=2.00 m/s2。在减速阶段产生加速度的力 是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以计算结果比动摩擦因 数的真实值“偏大”。
（１）打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所 以不需要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度 尺，选Ｄ。 （２）由公式v2=2gh，如绘出v2/2-h图象，其斜率也等于重力加速度。
3.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f=50 Hz。在纸带上 打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染。如图1-4-8所示， A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA=16.6 mm、 xB=126.5 mm、xD=624.5 mm。
在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____和_____。(填选项代号)
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平 F.重锤
图1-4-5
(2)将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位 置如图1-4-5所示，则x2=______ cm，x5=_______ cm。
7.增减所挂钩码数，再做两次实验。 8.实验结束后，整理好实验器材。
二、注意事项 1.要在钩码落地处放上软垫或砂箱，防止撞坏钩码。 2.要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板，防止撞坏 小车。 3.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50 cm的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜。 4.纸带运动时尽量不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。 5.要先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车；放开小 车时，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带的长度。 6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出 各计数点到计数起点0之间的距离)，读数时应估读到毫米的下一位。
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a/g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”）。
(1)由于计数点前后的间隔距离都小于它们的间隔距 离，说明计数点6之前物块在加速，计数点7之后物块在减速， 则开始减速的时刻在6和7之间。答案6；7（或7；6）。
4.做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带， 交流电源的频率是50 Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5 个点剪下一段纸带。如图1-4-9所示，每一小段纸带的一端 与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。 (1)仔细研究图，找出小车在相邻时间内位移存在的关系。 (2)设t＝0.1 s，请画出该小车的v－t图象。 (3)根据图象求其加速度。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨
过滑轮，下面挂上合适的钩码，放手后，
图1-4-1
看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，
并把纸带的另一端固定在小车的后面。
3.把小车停在打点计时器处。先接通电源，后释放小车，让小车
拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，换上新纸带，
重复实验三次。
4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点， 在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点， 确定好计数始点，并标明0，1，2，3，4，…，测量各计数点到0点的距离x， 并填入表中。
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
时间t/s
x/m
v/(m·s-1)
x/m
a/(m·s-2)
（１）因为“每隔4个点取1个计数点”，故相邻两计数点的时间间隔为T′=0.02 s×5 =0.1 s；
（２）打C点时的瞬时速度等于以C点为中间时刻的BD段的平均速度。 所以vC=vBD=BD/2T′=(xD-xＢ)/2T′=2.5 m/s。
（３）T′＝5T=5/f xAB=xB-xA xAD=xD-xA xAB=vAT′+1/2aT′2 xAD=vA×3T′+1/2a×(3T′)2 联立以上各式可解得 a=(xD-3xB+2xA)f2/75。
xn-xn-1= aT2 ，即任意两个连续相等的时间间隔内的位移差相等。
可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动。 (2)匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间内
中间时刻的 瞬时 速度。
一、实验过程
1.如图1-4-1所示，把一端附有滑轮 的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出 桌面，把打点计时器固定在长木板上远 离滑轮的一端，连接好电路。
集，甚至分辨不清的点，因此C正确。
2.如图1-4-7所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸
带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁
架台和带夹子的重物，此外还需__D__(填字母代号)中的器材。
A.直流电源、天平及砝码
a /(m·s-2)
5.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得 各计数点1，2，3，4，5的瞬时速度，填入上面的表格中。
6.计算出相邻的计数点之间的距离x1，x2，x3，…，用逐差法求出 加速度，最后求其平均值，填入上面的表格中。(也可由上个步骤中求出的 各计数点对应的瞬时速度，作出v-t图象，根据图象的斜率来求加速度a)。
学案4 实验一：研究匀变速直线运动
1.打点计时器通过打点实现 计时 的仪器，若所用交流电源频 率为50 Hz，则每隔 0.02s 打一次点。电磁打点计时器接 4V-6V 的 交流电源，电火花计时器接 220V 交流电源。
2.匀变速直线运动的特点 (1)物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时 间T内发生的位移依次为x1，x2，x3,…,xn，则有：x2-x1=x3-x2=…=
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1-4-2乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。
(1)通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点
和 之间某时刻开始减速。
(2)计数点5对应的速度大小为
m/s，计数点6
图1-4-2
(1)由图中所标纸带每段位移的大小，可
图1-4-9
知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似
认为Δy=8 cm。(Biblioteka )由图中的x轴作为时间轴，以纸带的
宽度表示相等的时间间隔T＝0.1s，每段纸带
最上端中点对应v轴上的速度恰好表示每段时
间的中间时刻的瞬时速度，即vn＝yn/T；因 此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时
量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A正确；在实验中，
如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较
大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速
度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，
故B错误，D正确；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺
图1-4-7
(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使
图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作_(_v_2/_2_)_-_h_图象，其纵轴表 示的是__速__度__平___方__的__二__分___之__一___，横轴表示的是_重__物__下___落__的__高__度____。
刻的瞬时速度，将纸带上端中间各点连接起来，可得到v-t图
象，如图所示。
(3)利用图象求斜率可以求得小车加速度a＝0.8 m/s2。
某同学用图1-4-3所示的实验装置研究小车在斜面
上的运动。实验步骤如下：
a.安装好实验器材。
b.接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下
运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带。
舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每
图1-4-3
两个打点间隔取一个计数点，如图1-4-4中0、1、2…6。
c.测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、x3…x6。 d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
图1-4-6
1.在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是ACD
(
)
A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测
量、计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数
选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测
三、误差分析 本实验参与计算的量有x和T，因此误差来源于x和T。 1.由于相邻两计数点之间的距离x测量不够精确而使a的测量结果产 生误差。 2. 电源的频率不稳定使T不稳定而产生误差。
【例题】[2012年高考山东理综卷]某同学利用图
1-4-2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，
(3)该同学在图1-4-6中已标出1、3、4、6计数点对应的坐 标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐 标点，并画出x/t-t图线。
(4)根据x/t-t图判断，在打0计数点时，小车的速度v0=____ m/s；它在斜面上运动的加速度a= ______m/s2。
(1)A C (2) 2.98(2.97～2.99均可) 13.20(13.19～13.21均可) (3)见图 (4)0.18(0.16～0.20均可) 4.80(4.50～5.10均可)
e.分别计算出x1、x2、x3…x6与对应时间的比值x1/t1、x2/t2、x3/t3…x6/t6。 f.以x/t为纵坐标、t为横坐标，标出x/t与对应时间t的坐标点，画出x/t-t图线。
图1-4-4
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，
图1-4-8
若无法再做实验，可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为__0_._1_s； (2)打C点时物体的速度大小为__2_._5__m/s(取2位有效数字)； (3)物体的加速度大小为___(x__D_-_3_x_B_+__2_x_A_)_f_2_/7__5_(用xA、xB、xD和f表示)。