2020版高考物理(人教版)一轮复习课件：实验一 研究匀变速直线运动

●误差分析 1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差． 2．作 v－t 图象时出现作图误差． 3．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同．
透析考点· 多维突破 考点一 教材原型实验 实验原理、实验步骤 例 1 [2019· 佛山模拟]某同学利用打点计时器测量小车做匀速 直线运动的加速度． 交流 选填“交流”或“直 (1)电磁打点计时器是一种使用________( 流”)电源的计时仪器，它的工作电压是 4～6 V，当电源的频率为 0.02 50 Hz 时，它每隔______s 打一次．
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________ m/s，此速 度的物理意义是________．
解析：(1)根据纸带提供的数据可知 xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－ xCD＝12.60 cm，故小车做匀加速直线运动．
xAE－xAC 105.60－27.60×10 (2)vD＝ 2T ＝ 0.2
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是 相邻相等时间内的位移差相等 _______________________________(请用文字描述)； 在计数点 C 所 0.53 代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是________ m/s，小车的加速度 1.13 是________ m/s2(以上两空小数点保留两位数字)．
(2)使用打点计时器时， 接通电源与让纸带随小车开始运动这两 个操作过程的操作顺序应该是( A ) A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．哪个先，哪个后都可以
(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所 示，纸带上按时间顺序取 A、B、C、D 四个计数点，每两个点之间 还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为 x1＝3.62 cm， x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm.
数据处理 典例 2 实验中，如图甲所示为一次记录小车运动情况的纸带， 图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔 T＝0.1 s.
(1)根据纸带可判定小车做______运动．
(2)根据纸带计算各点瞬时速度： vD＝______ m/s, vC＝________ m/s，vB＝________ m/s.在如图乙所示坐标中作出小车的 v－t 图线， 并根据图线求出纸带的加速度 a＝________.
解析：(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当 电源频率为 50 Hz 时，它每隔 0.02 s 打一次点． (2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放 纸带，A 正确． (3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时， 小车做匀加速直线 x2＋x3 运动．vc＝ 2T ，T＝0.1 s 可求得 vc≈0.53 m/s 由 Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2 可得： a＝1.13 m/s2.
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●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． 3．一先一后：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．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． 5．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． 6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细 描点连线，不能连成折线，应作一条直线．
解析： (1)Δt 时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度， 所 Δt 以 v ＝vA＋a· 2. (2)图(c)的纵截距等于 vA，由图可知 vA＝52.1 cm/s，图(c)中直 Δv a 线的斜率 k＝2，k＝ Δt ＝8.125 cm/s2，所以 a＝16.3 cm/s2.
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
－2
m/s＝3.90 m/s
xAD－xAB 60.30－7.50×10 2 vC＝ 2T ＝ m/s＝2.64 m/s 0.2 －2 xAC 27.60×10 vB＝ 2T ＝ m/s＝1.38 m/s 0.2 如图所示描点连线得 v－t 图线， 由图线斜率知纸带的加速度 a＝12.60 m/s2. (3)由图知交点的速度约为 0.2 m/s， 表示小车经过 A 点的速度.
⑥利用实验中得到的数据作出 v －Δt 图，如图(c)所示．
完成下列填空： (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA 表示挡光片前端到 达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 v 与 vA、a 和 Δt 的关系式为 v Δt vA＋a· ＝________. 2 2 16.3 (2) 由图 (c)可求得， vA＝ ________cm/s ， a ＝ ________cm/s .(结 52.1 果保留 3 位有效数字)
易错提醒 计算速度和加速度特别注意 1.时间间隔： “相邻两个计数点间有 4 个点”或“每 5 个点取 1 个计数点” 的含义：相邻计数点间的时间间隔为 0.1 s． 2.单位换算：本实验长度测量数据一般是“厘米”，要换算成 “米”． 3.有效数字：按有效数字的要求取计算结果.
考点二 实验的拓展与创新 类型 1 利用光电门研究匀变速直线运动 例 1 [2017· 全国卷Ⅱ]某同学研究在固定斜面上运动物体的平 均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑 块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．
实验步骤如下： ①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在 滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由 静止开始下滑； ②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被 挡光片遮住的时间 Δt； ③用 Δs 表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v 表示滑 块在挡光片遮住光线的 Δt 时间内的平均速度大小，求出 v ； ④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位 置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④；