2012届高考一轮复习课件：1.5实验：研究匀变速直线运动-PPT文档资料
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(2)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后， 放开小车，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．
(3)数据处理：用v－t图象法，先根据匀变速直 线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平
均速度即vn＝(xn＋xn＋1)/2T求出打第n个点时纸带的 瞬时速度，然后作出v－t图象，图线的斜率即为物 体运动的加速度：a＝Δv/Δt.
解析 : 1 相邻两个计数点间的时间间隔为 0.1s，
所
以
v
＝
B
2
xAC ＝0.25m 0.1
/
s
v
＝
CE
xCE 2 0.1
＝ 0.14 0.05 m / s 0.2
＝0.45m / s.
2 v－t图象如下图所示．
3在 v－ t图 象 中 ， 图 线 的 斜 率 表 示 加 速 度 ，
即 a＝ 0.550.25m /s2＝ 1m /s2. 0.3
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面挂 上适当重的钩码
D．取下纸带 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限 位孔
其中有错误或遗漏的步骤，在下面的横线上 将以上步骤完善 __________________________________________ ______________________________
A中应先接通电源，再放开纸带．
C中应调节滑轮的高度，使细绳与平板平 行．
D中应先断开电源，再取下纸带．补充F， 换上新纸带，重复操作两次．
G，断开电源，整理好仪器．所以合理的顺 序为BECADFG.
点评：该题考查实验的步骤，必须要理解实 验原理和了解注ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ事项，才能正确解答此题．
警示：只有保证小车实际是做匀加速直线运 动，测量的加速度大小才真实，所以安装调节细 绳与板面平行，限位孔在长木板的中央位置，以 保证小车运动时不从木板的一侧偏下来；滑轮、 车轮灵活，尽可能保证加速度不变．
图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公
式 a＝ v 算 出 加 速 度 t
D． 依 次 算 出 通 过 连 续 两 计 数 点 间 的 加 速 度 ， 算出平均值作为小车的加速度
解析：方法A偶然误差较大．方法D实际也是 仅由始末两个速度决定，偶然误差也较大．只有 利用实验数据画出对应的速度－时间图象，才可 充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在 物理图象上，两坐标轴的分度大小往往是不相等 的，不同的坐标分度会得到不同的倾角，当然a＝ tanθ的值也不一样，所以B错；C正确．
解析：v4＝x42+Tx5
＝11.00+12.90102 20.1
m/
s＝
1.20m/ s
a＝x6+x5+x4x1+x2+x3＝17.8102 m/ s2＝
9T2
90.12
1.98m/ s2
答案：1.20m/s 1.98m/s2
点评：该题若不用逐差法，而是只用
a 1＝
x2 -x1 ， T2
a 2＝
(1)根据学过的知识可以求出 小 车 在 B 点 的 速 度 为 vB ＝ ________m/s ， CE 间 的 平 均 速 度 为________m/s；
(2)以打B点时为计时起点， 建立v－t坐标系如图1－5－5所示， 请在图中作出小车运动的速度与 时间的关系图线；
(3)根据图线可得小车运动的加速度为_____m/s2.
(4)小车应由紧靠打点计时器处开始释放， 在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止 小车从板上掉下来．
(5)先接通电源，后让纸带运动．
(6)打点结束后立即关闭电源．
例1：在“研究匀变速直线运动”的实验中，某 同学的操作中有以下实验步骤：
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放 开纸带，再接通电源
三、利用图象法处理实验数据
问题：怎样用作图法处理数据？
解答：用作图法处理实验数据是物理实验中 最常用的方法之一．用作图法处理数据的优点是 直观、简便，有取平均的效果．由图线的斜率、 截距、包围面积等可以研究物理量之间的变化关 系，找出规律．
作图的规则：
(1)作图一定要用坐标纸．坐标纸的大小要根据 测量数据有效数字的多少和结果的需要来定．
2.在实验中，算出小车经过各计数点的瞬 时速度如下表．
为了计算加速度，合理的方法是( )
A ． 根 据 任 意 两 点 的 速 度 用 公 式 a＝ v 算 出 t
加速度 B． 根 据 实 验 数 据 画 出 速 度 － 时 间 图 象 ， 量
出 其 倾 角 ， 用 公 式 a＝ tan 求 出 加 速 度 C． 根 据 实 验 数 据 画 出 速 度 － 时 间 图 象 ， 由
二、利用公式法处理实验数据
问题：利用公式法求加速度的原理是什么？ 有哪些注意事项？
解答：该实验原理是已经确认实验小车做匀 变速运动，即加速度恒定下进行实验分析，所以 才有推论Δx是一恒量．如果实验小车的运动性质 不明，则需要先判断小车是否做匀变速运动．另 为了减少实验的误差，应该利用“逐差法”来处 理数据．
3．实验器材 电火花打点计时器或电磁打点计时器，小车， 纸带，细绳，钩码，刻度尺，导线，电源．
4．实验过程
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，使滑轮 伸出桌面．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮 的一端，连接好电路．把一条细绳拴在小车上，使 细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码．把纸带穿过 打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
答案：C
3.某学生在练习使用打点计时器时出现下列现 象，纸带穿过限位孔，接通打点计时器源，拉动纸 带，但在纸带上打不上点，其可能的原因是 ____________________________________________
答案：复写纸使用时间过长或打点计时器的振 针过高。
4.某同学用图1－5－7所示装置测量重力加速 度g，所用交流电频率为50Hz.在所选纸带上取某 点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所 有测量数据及其标记符号如图1－5－8所示．
度
① 利 用“逐 差 法 ”求 a， 如 a＝ x6 +x5 +x4 x3 +x2 +x1
3 3T 2
② 利 用 任 意 两 段 计 数 点 间 的 位 移 求 a： 如 a＝
xm -xn m-n T 2
③ 利 用 v－ t 图 象 求 a， 求 出 B、 C、 D、 E、 F
各 点 的 即 时 速 度 ， 画 出 如 图1－5－2图 线 ， 图 线 的 斜 率 就是所要求的加速度a.
x3 -x2 T2
则
a＝
1 n
( a 1＋
a 2＋ ＋
a n )＝
xn x1 ， nT 2
相当于只用到了第一组和最后一组数据，
这样起不到用多组数据减少误差的作用．
而逐差法让各组数据都得到了利用，
起到了减小误差的作用．
警 示 ： 本 题 中 “每 两 个 点 之 间 还 有 四 个 点 未 画 出 ”， 相 邻 两 点 之 间 的 时 间 间 隔 为 0 .1 s， 而 不 是 0 .0 2 s.
一、实验操作技巧的应用
问题：该实验有哪些注意事项？
解答：(1)固定打点计时器时应让限位孔处在长 木板的中央位置，固定打点计时器后要轻轻试拉纸 带，应无明显阻滞现象．
(2)滑轮不能过高，调节细绳与板面平行．
(3)若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当 调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和 点迹不清，应调整振针长度．
例2：某同学在做“测定匀变速直线运动的 加速度”实验时打出的纸带如图1－5－3所示， 每两点之间还有四点没有画出来，图中上面的 数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源 频率为50Hz.(答案保留三位有效数字)
(1)打第4个计数点时纸带的速度v4＝________. (2)0～6点间的加速度为a＝__________.
__________________________________________ ______________________________，
按合理顺序填写在横线上 __________________________________________ ______________________________
(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定相等的 间距按有效数字位数标明数值．
(3)图上连线要用直尺(直线、折线)或曲线尺(光 滑曲线)，连接时不一定通过所有的数据点，而要 使数据点在线的两侧合理的分布．
(4)在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较 远的两点．不一定要取原来测的数据点．
例3：在“探究小车速度随时间变化的规律” 实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为 50Hz，记录小车运动的一段纸带如图1－5－4所 示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数 点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．
③电火花打点计时器的工作电压： 220V交流 电．
(2)根据纸带判断物体的运动情况
①如果纸带上的点间隔均匀，说明物体做 匀 速直线 运动，如果x为相邻两点间距，T为打点的 周期，则匀速直线运动的速度v＝ x
T
②设相邻点间距分别为x1、x2、x3…若x2－x1＝ x3－x2＝x4－x3＝…＝xn＋1－xn＝Δx，则说明物体 做 匀变速直线 运动．
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数 点的时间间隔)：
方法A：由g1＝xT2x21 ，g2＝xT3-2x2 g5＝x6T2x5 取平均值g＝8.667m/ s2；
谢谢观看
3根据纸带上的点求瞬时速度如图1－5－1，
已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第n个点时 纸带的瞬时速度，由 (n－1)点到 (n＋1)点这段时 间的中间时刻恰好为打下n点的时刻，可知打下n 点时的瞬时速度应等于这段时间内的平均速度，
即：vn＝xn
+xn+1 2T
4根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速
2012届高考一轮复习课件：1.5实验：
精品
研究匀变速直线运动
1．实验目的 (1)练习使用打点计时器； (2)用打点计时器探究小车速度随时间变化的 规律．
2．实验原理 (1)打点计时器 ①计时器的打点周期T＝ 0.02s，频率f＝50 Hz. ②电磁式打点计时器的工作电压： 4V～6V 交流 电．
点评：作v－t图象时，要尽可能使更多的 点在一直线上，不在直线上的各点也要尽可能 对称分布在直线的两旁，偏差过大的点不予考 虑．
警示：实验用逐差法求得的加速度值和用 图象法求得的加速度值是一致的，比用公式a ＝Δx/T2求得的加速度更准确．
1.图1－5－6甲为电磁打点计时器的实物图， 其中 6 为限位孔， 5 为振针，打点计时器 使用 4～6 V的 交流 电源，若使用的电流 的频率为50Hz，则每打两个点的时间间隔为 0.02 s；若在某次实验中打出的纸带如图乙所 示，应怎样调节打点计时器？ 使振针适当缩短 一些 .
(3)数据处理：用v－t图象法，先根据匀变速直 线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平
均速度即vn＝(xn＋xn＋1)/2T求出打第n个点时纸带的 瞬时速度，然后作出v－t图象，图线的斜率即为物 体运动的加速度：a＝Δv/Δt.
解析 : 1 相邻两个计数点间的时间间隔为 0.1s，
所
以
v
＝
B
2
xAC ＝0.25m 0.1
/
s
v
＝
CE
xCE 2 0.1
＝ 0.14 0.05 m / s 0.2
＝0.45m / s.
2 v－t图象如下图所示．
3在 v－ t图 象 中 ， 图 线 的 斜 率 表 示 加 速 度 ，
即 a＝ 0.550.25m /s2＝ 1m /s2. 0.3
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面挂 上适当重的钩码
D．取下纸带 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限 位孔
其中有错误或遗漏的步骤，在下面的横线上 将以上步骤完善 __________________________________________ ______________________________
A中应先接通电源，再放开纸带．
C中应调节滑轮的高度，使细绳与平板平 行．
D中应先断开电源，再取下纸带．补充F， 换上新纸带，重复操作两次．
G，断开电源，整理好仪器．所以合理的顺 序为BECADFG.
点评：该题考查实验的步骤，必须要理解实 验原理和了解注ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ事项，才能正确解答此题．
警示：只有保证小车实际是做匀加速直线运 动，测量的加速度大小才真实，所以安装调节细 绳与板面平行，限位孔在长木板的中央位置，以 保证小车运动时不从木板的一侧偏下来；滑轮、 车轮灵活，尽可能保证加速度不变．
图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公
式 a＝ v 算 出 加 速 度 t
D． 依 次 算 出 通 过 连 续 两 计 数 点 间 的 加 速 度 ， 算出平均值作为小车的加速度
解析：方法A偶然误差较大．方法D实际也是 仅由始末两个速度决定，偶然误差也较大．只有 利用实验数据画出对应的速度－时间图象，才可 充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在 物理图象上，两坐标轴的分度大小往往是不相等 的，不同的坐标分度会得到不同的倾角，当然a＝ tanθ的值也不一样，所以B错；C正确．
解析：v4＝x42+Tx5
＝11.00+12.90102 20.1
m/
s＝
1.20m/ s
a＝x6+x5+x4x1+x2+x3＝17.8102 m/ s2＝
9T2
90.12
1.98m/ s2
答案：1.20m/s 1.98m/s2
点评：该题若不用逐差法，而是只用
a 1＝
x2 -x1 ， T2
a 2＝
(1)根据学过的知识可以求出 小 车 在 B 点 的 速 度 为 vB ＝ ________m/s ， CE 间 的 平 均 速 度 为________m/s；
(2)以打B点时为计时起点， 建立v－t坐标系如图1－5－5所示， 请在图中作出小车运动的速度与 时间的关系图线；
(3)根据图线可得小车运动的加速度为_____m/s2.
(4)小车应由紧靠打点计时器处开始释放， 在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止 小车从板上掉下来．
(5)先接通电源，后让纸带运动．
(6)打点结束后立即关闭电源．
例1：在“研究匀变速直线运动”的实验中，某 同学的操作中有以下实验步骤：
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放 开纸带，再接通电源
三、利用图象法处理实验数据
问题：怎样用作图法处理数据？
解答：用作图法处理实验数据是物理实验中 最常用的方法之一．用作图法处理数据的优点是 直观、简便，有取平均的效果．由图线的斜率、 截距、包围面积等可以研究物理量之间的变化关 系，找出规律．
作图的规则：
(1)作图一定要用坐标纸．坐标纸的大小要根据 测量数据有效数字的多少和结果的需要来定．
2.在实验中，算出小车经过各计数点的瞬 时速度如下表．
为了计算加速度，合理的方法是( )
A ． 根 据 任 意 两 点 的 速 度 用 公 式 a＝ v 算 出 t
加速度 B． 根 据 实 验 数 据 画 出 速 度 － 时 间 图 象 ， 量
出 其 倾 角 ， 用 公 式 a＝ tan 求 出 加 速 度 C． 根 据 实 验 数 据 画 出 速 度 － 时 间 图 象 ， 由
二、利用公式法处理实验数据
问题：利用公式法求加速度的原理是什么？ 有哪些注意事项？
解答：该实验原理是已经确认实验小车做匀 变速运动，即加速度恒定下进行实验分析，所以 才有推论Δx是一恒量．如果实验小车的运动性质 不明，则需要先判断小车是否做匀变速运动．另 为了减少实验的误差，应该利用“逐差法”来处 理数据．
3．实验器材 电火花打点计时器或电磁打点计时器，小车， 纸带，细绳，钩码，刻度尺，导线，电源．
4．实验过程
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，使滑轮 伸出桌面．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮 的一端，连接好电路．把一条细绳拴在小车上，使 细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码．把纸带穿过 打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
答案：C
3.某学生在练习使用打点计时器时出现下列现 象，纸带穿过限位孔，接通打点计时器源，拉动纸 带，但在纸带上打不上点，其可能的原因是 ____________________________________________
答案：复写纸使用时间过长或打点计时器的振 针过高。
4.某同学用图1－5－7所示装置测量重力加速 度g，所用交流电频率为50Hz.在所选纸带上取某 点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所 有测量数据及其标记符号如图1－5－8所示．
度
① 利 用“逐 差 法 ”求 a， 如 a＝ x6 +x5 +x4 x3 +x2 +x1
3 3T 2
② 利 用 任 意 两 段 计 数 点 间 的 位 移 求 a： 如 a＝
xm -xn m-n T 2
③ 利 用 v－ t 图 象 求 a， 求 出 B、 C、 D、 E、 F
各 点 的 即 时 速 度 ， 画 出 如 图1－5－2图 线 ， 图 线 的 斜 率 就是所要求的加速度a.
x3 -x2 T2
则
a＝
1 n
( a 1＋
a 2＋ ＋
a n )＝
xn x1 ， nT 2
相当于只用到了第一组和最后一组数据，
这样起不到用多组数据减少误差的作用．
而逐差法让各组数据都得到了利用，
起到了减小误差的作用．
警 示 ： 本 题 中 “每 两 个 点 之 间 还 有 四 个 点 未 画 出 ”， 相 邻 两 点 之 间 的 时 间 间 隔 为 0 .1 s， 而 不 是 0 .0 2 s.
一、实验操作技巧的应用
问题：该实验有哪些注意事项？
解答：(1)固定打点计时器时应让限位孔处在长 木板的中央位置，固定打点计时器后要轻轻试拉纸 带，应无明显阻滞现象．
(2)滑轮不能过高，调节细绳与板面平行．
(3)若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当 调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和 点迹不清，应调整振针长度．
例2：某同学在做“测定匀变速直线运动的 加速度”实验时打出的纸带如图1－5－3所示， 每两点之间还有四点没有画出来，图中上面的 数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源 频率为50Hz.(答案保留三位有效数字)
(1)打第4个计数点时纸带的速度v4＝________. (2)0～6点间的加速度为a＝__________.
__________________________________________ ______________________________，
按合理顺序填写在横线上 __________________________________________ ______________________________
(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定相等的 间距按有效数字位数标明数值．
(3)图上连线要用直尺(直线、折线)或曲线尺(光 滑曲线)，连接时不一定通过所有的数据点，而要 使数据点在线的两侧合理的分布．
(4)在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较 远的两点．不一定要取原来测的数据点．
例3：在“探究小车速度随时间变化的规律” 实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为 50Hz，记录小车运动的一段纸带如图1－5－4所 示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数 点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．
③电火花打点计时器的工作电压： 220V交流 电．
(2)根据纸带判断物体的运动情况
①如果纸带上的点间隔均匀，说明物体做 匀 速直线 运动，如果x为相邻两点间距，T为打点的 周期，则匀速直线运动的速度v＝ x
T
②设相邻点间距分别为x1、x2、x3…若x2－x1＝ x3－x2＝x4－x3＝…＝xn＋1－xn＝Δx，则说明物体 做 匀变速直线 运动．
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数 点的时间间隔)：
方法A：由g1＝xT2x21 ，g2＝xT3-2x2 g5＝x6T2x5 取平均值g＝8.667m/ s2；
谢谢观看
3根据纸带上的点求瞬时速度如图1－5－1，
已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第n个点时 纸带的瞬时速度，由 (n－1)点到 (n＋1)点这段时 间的中间时刻恰好为打下n点的时刻，可知打下n 点时的瞬时速度应等于这段时间内的平均速度，
即：vn＝xn
+xn+1 2T
4根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速
2012届高考一轮复习课件：1.5实验：
精品
研究匀变速直线运动
1．实验目的 (1)练习使用打点计时器； (2)用打点计时器探究小车速度随时间变化的 规律．
2．实验原理 (1)打点计时器 ①计时器的打点周期T＝ 0.02s，频率f＝50 Hz. ②电磁式打点计时器的工作电压： 4V～6V 交流 电．
点评：作v－t图象时，要尽可能使更多的 点在一直线上，不在直线上的各点也要尽可能 对称分布在直线的两旁，偏差过大的点不予考 虑．
警示：实验用逐差法求得的加速度值和用 图象法求得的加速度值是一致的，比用公式a ＝Δx/T2求得的加速度更准确．
1.图1－5－6甲为电磁打点计时器的实物图， 其中 6 为限位孔， 5 为振针，打点计时器 使用 4～6 V的 交流 电源，若使用的电流 的频率为50Hz，则每打两个点的时间间隔为 0.02 s；若在某次实验中打出的纸带如图乙所 示，应怎样调节打点计时器？ 使振针适当缩短 一些 .