【走向高考】2016届高三物理一轮复习 第1章 第5讲实验(一)长度的测量 实验(二)研究匀变速直线运动课件

3．用游标卡尺测深度 金属管 长度 内径 外径 l/mm d内/mm d外/mm 1 2 小量筒 深度 h/mm
3
4 平均值
注意事项 1 ．刻度尺的刻度线要紧贴金属管，并且读数时视线与刻
度线要对齐，避免误差；如果刻度尺端头有磨损，测量起点不
要选在“0”刻度线。 2 ．分清游标卡尺的精确度是多少？读数时应使视线与尺
可以随同游标尺一起沿主尺滑动。
在下图中，上边是内测量爪，用来测槽宽和管的内径；下 边是外测量爪，用来测物体的厚度或管的外径；有些游标卡尺 在主尺背后嵌着一根窄片，它和游标尺固定在一起，随着游标 尺沿主尺滑动，用来测量槽或孔的深度。
(2)常见的游标尺按游标尺刻度的格数分成以下3种 游标尺(mm) 测量结果(游标尺上 精度 刻度总 每小格与 (mm) 第n个格与主尺上的 刻度线对齐时/mm) 1mm差 长度
实验步骤 1 ．用刻度尺测量金属管的长度，每次测量后让金属管绕
轴转过约 45°，再测量下一次，共测量4次。把测量的数据填
入表格中，求出平均值。 2 ．用游标卡尺测量金属管的内径和外径。测量时先在管 的一端测量两个互相垂直方向的内径(或外径)，再在管的另一 端测量两个互相垂直方向的内径(或外径)，把测量的数据填入 表格中，分别求出内径和外径的平均值。
刻度 格数 10 20 50
9 19 49
0.1 0．05 0．02
主尺上读的毫米数＋ 0.1n 0.1 主尺上读的毫米数＋ 0．05 0.05n 0．02 主尺上读的毫米数＋ 0.02n
(3)游标卡尺读数的技巧 ①读数时以 mm 为单位来读，读出后再按要求化成其他单 位。 ②以主尺读数时一定要读离游标零刻度线左边最近的主 尺刻度线的值。 ③在读小数部分时一定要认清第几根刻度与主尺的刻度 对齐。 ④一定要弄清所用卡尺的精确度。 ⑤若用 X 表示由主尺上读出整的毫米数，K 表示从游标尺 上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表 达为：(X＋K×精确度)mm。
根据纸带求做匀变速运动的小车在某一瞬时的速度 及运动的加速度 命题规律 根据打点的纸带判断物体运动性质及求某时刻
的速度和加速度。
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验 时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在 其上取 A、B、C、D、E、F、G 7 个计数点，每相邻两个计数 点间还有 4 个点， 图中没有画出， 打点计时器接周期为 T＝0.02s 的低压交流电源。他经过测量和计算得到打点计时器打下 B、 C、D、E、F 各点时小车的瞬时速度，记录在下面的表格中。
[答案] 0.005 1.380
游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个小的等 分刻度，用它来测量一工件的内径，如图所示，该工件的内径 为________mm。
[答案] 23.85
[解析] 游标卡尺是 20 分度的，游标尺的最小分度值为
0.05mm，由图可知 L1＝2.3cm＝23mm L2＝17×0.05mm＝0.85mm 所以工件的内径为 L＝L1＋L2＝23mm＋0.85mm＝23.85mm
误差分析
1 ．当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线与 主尺的零刻线重合时，游标卡尺不存在零误差，可以直接进行 测量；当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线与主 尺的零刻线不重合时，游标卡尺存在零误差，测量、读数的方
法依旧，但最后的数据在处理时要考虑零误差的影响。
2 ．当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线在 主尺零刻线的右侧，则用读数的方法读出零误差，用最终的读
对应点 速度(m·s－1)
B C D E F 0.122 0.164 0.205 0.250 0.289
(1)计算打点计时器打下 F 点时小车的瞬时速度的公式为 vF＝________； (2)根据纸带上所标的数据，求得小车的加速度的公式 a＝ ________；
(3)根据上面得到的数据，以 A 点对应的时刻为 t＝0 时刻， 在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的 v－t 图象；
(2014· 保定模拟 ) 如图 a 是某同学做“研究匀变速直线运 动”实验时获得的一条纸带。
(1)打点计时器电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G 是纸带上7个连续的点，F点由于不清晰而未画出。试根据纸带 上的数据，推测F点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度 vF＝________m/s(计算结果保留两位有效数字)。
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。 调整好打点计时器，由于市电的频率很稳定，其误差小于 ± 0.2Hz，故可将打点时间误差忽略不计。若测各个 x 时用最小 分度为 1 mm 的刻度尺，其误差一般不超过 0.5mm。若点子打 得清晰而小，则误差可小于 0.2mm。因此我们应选择点子打得 小而清晰的纸带，且要用最小分度为 1mm 的刻度尺估测到 0.1mm，并要求眼睛要正对点和刻度尺，以尽量减小误差。
走向高考 ·物理
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第一部分
第一章
同步复习讲练
直线动物
第一章 第 5讲 实验(一)长度的测量实验 (二)研究匀变速直线运动
1
考 点 体 验
2
题 型 突 破
4
课 时 作 业
考点体验
长度的测量 实验目的 练习正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度。测量一段金属 管的长度、内径和外径；测量一个小量筒的深度。
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系列 小点，换上新纸带，重复实验三次。
数据处理 1．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比 较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数 点。为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作 为时间单位，即 T＝0.1s。 2．正确使用毫米刻度尺测量每相邻的两计数点间的距离， 并填入表内，用逐差法求出加速度，最后求其平均值(请读者自 己设计表格)。 3．也可求出各计数点对应的瞬时速度，作出 v－t 图象， 求直线的斜率，即物体运动的加速度。
实验器材
刻度尺，游标卡尺，金属管，小量筒。
实验原理
1．刻度尺 刻度尺的规格 实验中常用的刻度尺是米尺，米尺的最小分度是1mm，量 程不等，测量中常用的米尺有钢卷尺、木直尺、带刻度的三角
板等。
2．游标卡尺 (1)游标卡尺的构造如图所示，它的左测量爪固定在主尺上
并与主尺垂直，右测量爪与左测量爪平行，固定在游标尺上，
(3)如图所示：
(4)由图象知：斜率 k≈0.42。即 a＝0.42m/s2。
[答案] d6－d4 (1) 10T d6－2d3 (2) 0.09 (3)见解析图
(4)0.42(0.41～0.43 均对)
[总结评述]
(1)审题时要注意：①计数点是如何选取的；
②长度采用了什么单位；③“距离”是哪段距离。 (2)作 v－t 图象时，要使尽可能多的点分布在直线上，不 在上面的点尽量平均分配到直线两侧，误差过大的点可不予考 虑。
(2)图b是该同学根据纸带上的数据，作出的v－t图象。根
据图象可以得出结论，t＝ 0时的速度 v0＝______m/s，加速度 a ＝________m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
[答案] (1)如图所示
0.70
(2)0.20
5.0
[解析]
(1)根据 Δx＝0.20cm 可知 EF 间距为 1.30cm，vF
垂直，避免产生误差。
3．读数时可应用下列公式方法进行： 测量值＝主尺读数＋游标尺与主尺刻度线对齐的格数×精 确度，单位是“ mm” 。精确度等于主尺最小分度的长度除以 游标尺刻度的格数。在“主尺读数”时一定要读游标零刻度线
左边最近的主尺刻度线的值。
4．在游标卡尺测量金属管的外径时，金属管不可在钳口 间移动或压得太紧，以免磨损钳口；用游标卡尺测量金属管的 外径、内径和量筒的深度时，当游标卡尺放在合适的位置后， 应适当旋紧固定螺钉，然后再读数。 5．如果游标卡尺的读数是以试卷的形式出现，则一定要 注意区分“0”刻度线与游标尺的边线。 6．在完成“主尺读数”和“游标尺读数”之和的运算过 程中，其单位必须统一；游标卡尺的读数不作有效数字要求。
(4)由 v－t 图象求得小车的加速度 a＝________m/s2(结果 保留两位有效数字)。
[解析]
EG d6－d4 (1)vF＝ v EG＝ ＝ 。 10T 10T
(2)s1＝d1，s2＝d2－d1，s3＝d3－d2，s4＝d4－d3， s5＝d5－d4，s6＝d6－d5， 又因为逐差法：T′＝5T＝0.1s s4－s1＝3a1T′2，s5－s2＝3a2T′2 s6－s3＝3a3T′2 a1＋a2＋a3 d6－2d3 求平均值：a＝ ＝ 。 3 0.09
(方法二)图象法：如图所示，以打某点为计时起点，由 vn xn＋xn＋1 ＝ 求出各个计数点的瞬时速度，作 v－t 图象，图象的 2T 斜率即为物体的加速度。
3．求物体在打下某计数点时瞬时速度的方法 x1＋x2 v1＝ (时间 2T 内的平均速度等于该段时间中点 T 时 2T 刻的瞬时速度)。 实验器材 电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，电源，小车，细 绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，导线。
[解析]
本题考查基本仪器的读数，意在考查考生对游标
卡尺的理解和认识。游标卡尺有 20 个等分刻度，因而精确直径时，题图中 主尺的读数为 1.3cm， 游标尺的读数为 16×0.05mm＝0.80mm， 因而小球的直径为 1.3cm＋0.80mm＝1.380cm。
实验步骤 1．如图所示，把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上， 并把滑轮伸出桌面，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。
2 ．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，放手后，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。