2024年高考物理一轮复习第1章运动的描述、匀变速直线运动的研究实验1测量做直线运动物体的瞬时速度
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运动的物体的速度。
增素能 精准突破
考点一
教材原型实验
1.由纸带计算某点的瞬时速度
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬
++1
时速度,即 vn= 2
来计算。
2.利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)逐差法
根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔),求出
(2)图像法
++1
利用 vn= 2 求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图像
的斜率求物体运动的加速度。
典例1.某同学想用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度。
(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、
纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线交变电源、复写纸、弹簧测力计。
++1
速度,故打第n个点时纸带的瞬时速度为 vn=
。
2
四、进行实验
1.如图所示,把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,木板上放一个可以
左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑
轮系有槽码的细绳。
2.把小车停在靠近打点计时器的位置。启动计时器,然后放开小车,让它拖
点”取点方法是一样的,时间间隔相等
考点二
实验的改进与创新
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材,即所谓情境新而知识旧。因此
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速
3 + 4
度知,vD=
2
=
(8.33+8.95)×10-2
2×5×0.02
4 + 5
m/s=0.864 m/s,vE=
2
=0.928 m/s。
(3)小车的速度—时间关系图线如图所示。
(4)由小车的速度—时间关系图线可得,小车的加速度
表中列出了打点计时器打下B、C、F点时小车的瞬时速度,请在表中填入
打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。
对应点
B
C
速度
(· -1 )
0.737
0.801
D
E
F
0.994
(3)以A点为计时起点,在坐标系中画出小车的速度—时间关系图线。
(4)根据画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度
带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
三、实验思路
1.打点计时器原理
均用交变电源
2.用“平均速度法”测速度
瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,可通过测量对应的很短时间
内的平均速度来测瞬时速度。在公式v=
中,当Δt→0时v是瞬时速度。
3.匀变速直线运动的速度测量
在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均
5 -2
6 -3
1 +2 +3
4 -1
a1= 2 ,a2= 2 ,a3= 2 ,然后取平均值 a=
=
3
3
3
3
4 +5 +6 -(1 +2 +3 )
2
9
,即为物体的加速度。
在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”
减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T。
着纸带运动。于是,打点计时器在纸带上打下一行小点。随后,立即关闭电
源。
3.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。
五、数据记录
1.选择一条比较理想的纸带,确定好计数点。
2.求各计数点的瞬时速度并记录。
六、数据处理
1.由实验数据得出v-t图像
(1)根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描点。
其中在本实验中不需要的器材是
。
(2)下图是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,
纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔
为0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61
cm、x6=10.26 cm。
用打点计
仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这
时器测量
条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧
小车的瞬
易错:数据分析时要区分计时点和计数点。计时点是指计时器
时速度和
在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取
加速度
的点,要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数
a=
Δ
Δ
=
1.00-0.70
0.505-0.04
m/s2=0.65 m/s2。
(5)当交变电流的频率f=49 Hz时,实际周期大于0.02 s,根据运动学公式
Δx=aT2得,测量的加速度值与实际值相比是偏大的。
考题点睛
考点考向 点睛
方法:为了减少偶然误差,数据处理常用作图法。在坐标纸上,纵、
横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大),
(2)根据描点作一条直线。
不要连成折线
2.小车运动的速度随时间变化的规律
小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,如图所示,可以得出结论:小车的速
度随时间均匀变化。
七、误差分析
1.纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差。
2.计数点间距测量有偶然误差。
3.作图有误差。
八、其他实验方案概述
方案1:用光电门、数字计时器测瞬时速度
第一章
实验1 测量做直线运动物体的瞬时速度
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
03
练思维 迁移运用
强基础 增分策略
一、实验目的
1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。
2.研究物体匀变速直线运动的规律。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸
a=
m/s2(结果保留两位有效数字)。
(5)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,
由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏
“大”或“小”)。
(选填
答案 (1)弹簧测力计
(2)0.864 0.928 (3)见解析图
(4)0.65 (5)大
解析 (1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计。
光电门测速原理是用极短时间内的平均速度替代瞬时速度,根据v=
可
知,只要测出物体的宽度和物体通过光电门的时间即可测定物体的速度。
方案2:用频闪照相法测瞬时速度
利用频闪照相拍摄运动物体在不同时刻的位置,再根据照片和实物的比例
推算出照片中不同时刻物体位置间的位移,根据运动学公式测得物体的速
度。此种方法不仅适用于测直线运动的物体速度,也适用于测匀变速曲线
增素能 精准突破
考点一
教材原型实验
1.由纸带计算某点的瞬时速度
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬
++1
时速度,即 vn= 2
来计算。
2.利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)逐差法
根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔),求出
(2)图像法
++1
利用 vn= 2 求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图像
的斜率求物体运动的加速度。
典例1.某同学想用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度。
(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、
纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线交变电源、复写纸、弹簧测力计。
++1
速度,故打第n个点时纸带的瞬时速度为 vn=
。
2
四、进行实验
1.如图所示,把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,木板上放一个可以
左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑
轮系有槽码的细绳。
2.把小车停在靠近打点计时器的位置。启动计时器,然后放开小车,让它拖
点”取点方法是一样的,时间间隔相等
考点二
实验的改进与创新
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材,即所谓情境新而知识旧。因此
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速
3 + 4
度知,vD=
2
=
(8.33+8.95)×10-2
2×5×0.02
4 + 5
m/s=0.864 m/s,vE=
2
=0.928 m/s。
(3)小车的速度—时间关系图线如图所示。
(4)由小车的速度—时间关系图线可得,小车的加速度
表中列出了打点计时器打下B、C、F点时小车的瞬时速度,请在表中填入
打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。
对应点
B
C
速度
(· -1 )
0.737
0.801
D
E
F
0.994
(3)以A点为计时起点,在坐标系中画出小车的速度—时间关系图线。
(4)根据画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度
带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
三、实验思路
1.打点计时器原理
均用交变电源
2.用“平均速度法”测速度
瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,可通过测量对应的很短时间
内的平均速度来测瞬时速度。在公式v=
中,当Δt→0时v是瞬时速度。
3.匀变速直线运动的速度测量
在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均
5 -2
6 -3
1 +2 +3
4 -1
a1= 2 ,a2= 2 ,a3= 2 ,然后取平均值 a=
=
3
3
3
3
4 +5 +6 -(1 +2 +3 )
2
9
,即为物体的加速度。
在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”
减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T。
着纸带运动。于是,打点计时器在纸带上打下一行小点。随后,立即关闭电
源。
3.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。
五、数据记录
1.选择一条比较理想的纸带,确定好计数点。
2.求各计数点的瞬时速度并记录。
六、数据处理
1.由实验数据得出v-t图像
(1)根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描点。
其中在本实验中不需要的器材是
。
(2)下图是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,
纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔
为0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61
cm、x6=10.26 cm。
用打点计
仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这
时器测量
条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧
小车的瞬
易错:数据分析时要区分计时点和计数点。计时点是指计时器
时速度和
在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取
加速度
的点,要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数
a=
Δ
Δ
=
1.00-0.70
0.505-0.04
m/s2=0.65 m/s2。
(5)当交变电流的频率f=49 Hz时,实际周期大于0.02 s,根据运动学公式
Δx=aT2得,测量的加速度值与实际值相比是偏大的。
考题点睛
考点考向 点睛
方法:为了减少偶然误差,数据处理常用作图法。在坐标纸上,纵、
横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大),
(2)根据描点作一条直线。
不要连成折线
2.小车运动的速度随时间变化的规律
小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,如图所示,可以得出结论:小车的速
度随时间均匀变化。
七、误差分析
1.纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差。
2.计数点间距测量有偶然误差。
3.作图有误差。
八、其他实验方案概述
方案1:用光电门、数字计时器测瞬时速度
第一章
实验1 测量做直线运动物体的瞬时速度
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
03
练思维 迁移运用
强基础 增分策略
一、实验目的
1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。
2.研究物体匀变速直线运动的规律。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸
a=
m/s2(结果保留两位有效数字)。
(5)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,
由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏
“大”或“小”)。
(选填
答案 (1)弹簧测力计
(2)0.864 0.928 (3)见解析图
(4)0.65 (5)大
解析 (1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计。
光电门测速原理是用极短时间内的平均速度替代瞬时速度,根据v=
可
知,只要测出物体的宽度和物体通过光电门的时间即可测定物体的速度。
方案2:用频闪照相法测瞬时速度
利用频闪照相拍摄运动物体在不同时刻的位置,再根据照片和实物的比例
推算出照片中不同时刻物体位置间的位移,根据运动学公式测得物体的速
度。此种方法不仅适用于测直线运动的物体速度,也适用于测匀变速曲线