2019年高考物理必考实验精细精讲实验一研究匀变速直线运动学案(含答案)
匀变速直线运动复习学案{含答案)
第二章 匀变速直线运动复习方案一、概念、辨析、理解1.下列说法正确的是：( D )A. 加速度增大，速度一定增大；B. 速度变化量越大，加速度一定越大；C. 物体有加速度，速度就增大；D. 物体的速度很大，加速度可能为0。
2.在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是：( B ).A.相同时间内位移的变化相同；B.相同时间内速度的变化相同；C.相同时间内加速度的变化相同；D.相同路程内速度的变化相同。
3.下列说法正确的是：( D )A. 加速度增大，速度一定增大；B. 速度变化量越大，加速度一定越大；C. 物体有加速度，速度就增大；D. 物体的速度很大，加速度可能为0。
二、八公式运用八公式：____________ _____________ ______________ ___________________________ ____________ _______________ _____________-思考：1、有哪些方程可以用来求位移？2、有哪些方程用来求速度？3、实验中求加速度和速度一般用到那些方程？做题步骤：1.2.3.4.1. 物体由静止开始做匀加速直线运动，速度为V 时，位移为S ，当速度为4V 时，位移为：( B )A.9S ；B.16S ；C.4S ；D.8S 。
2. 一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1s 后速度的大小变为10m/s.在这1s 内该物体的：( AD )A.位移的大小可能小于4m ；B.位移的大小可能大于10m ；C.加速度的大小可能小于4m/s2 ；D.加速度的大小可能大于10m/s2。
3.一质点做匀加速直线运动，第三秒内的位移2 m ，第四秒内的位移是2.5 m ，那么，下列选项中不正确的是：( C )A. 这两秒内的平均速度是2.25 m/s ；B. 第三秒末即时速度是2.25 m/s ；C. 质点的加速度是0.125 m/s2 ；D. 质点的加速度是0.5 m/s2。
高考物理实验1、打点计时器测量物体的加速度-L
高考物理实验1、打点计时器研究匀变速运动【一】实验练习使用打点计时器【实验目的】练习使用打点计时器；学习利用打在纸带上的点研究物体的运动。
【实验原理】电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器，它的工作电压为4～6V。
当频率f=50Hz时，每隔0.02s打一次点。
（电火花计时器使用220V交流电源）当运动物体拖着纸带运动时，打点计时器便在纸带上打出一系列点，这些点既记录了发生这些位移所用的时间，也记录了运动物体的位置。
这就给我们定量地研究物体的运动情况提供了方便和可能，计时器的构造如图。
(1)电磁打点计时器(如图) (2)电火花计时器(如图)【实验器材】电磁打点计时器、纸带、复写纸、导线、低压交流电源、刻度尺。
【实验步骤】(1)把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并且压在纸带上面；(2)在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线，两根导线的另外一端分别接到低压交流电源(4～6v 的交流电)的两个接线柱上。
(3)打开电源开关，用手水平地牵拉纸带，纸带被打上了许多小点。
(4)取下纸带，从能看得清的点数起，如果共有N个点，点的间隔数就为N-1个，这段纸带记录的时间：t=0.02s×(N-1)。
(5)用刻度尺测量位移：从开始计时的点起到最后一个点间的距离S。
(6)利用ν=s测量平均速度t(7)在纸带上打出连续的6个点，分别标上记号0，1，2，3，4，5。
相邻的两个点间的距离为S1，S2，S3，S4，S5，若S1=S2=S3=S4=S5，则拉动纸带做匀速直线运动，若不相等则做变速直线运动。
【注意事项】①电磁打点计时器使用的电源是4～6v交流电源；电火花计时器电源220V交流电源；②先接通电源，后释放纸带；③区分直接打的点与计数点。
实验一、研究匀变速直线运动【实验目的】1.掌握应用纸带数据判断物体是否做匀变速直线运动的方法。
2.应用纸带的数据测定匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。
2019年高考物理 考前冲刺30天 第一讲 必考计算题 匀变速直线运动规律的应用学案(含解析)
匀变速直线运动命题点一 基本公式的应用例1 一辆汽车在高速公路上以30m/s 的速度匀速行驶，由于在前方出现险情，司机采取紧急刹车，刹车加速度的大小为5 m/s 2，求： (1)汽车刹车后10s 内滑行的距离．(2)从开始刹车至汽车滑行50m 所经历的时间． (3)在汽车停止前3秒内汽车滑行的距离． 答案 (1)90m (2)2s (3)22.5m解析 (1)由v ＝v 0＋at 可知，汽车的刹车时间为：t 0＝v －v 0a ＝0－30－5s ＝6s由于t 0<t ，所以刹车后10s 内滑行的距离即为汽车停止运动时滑行的距离：s ＝v 02t 0＝302×6m＝90m.(2)设从刹车到滑50m 所经历的时间为t ′，则有：x ＝v 0t ′＋12at ′2代入数据解得：t ′＝2s(3)此时可将运动看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，则有：s 1＝12at 12＝(12×5×32) m ＝22.5m.应用基本公式解题的“三点”技巧1．机车刹车问题一定要判断是否减速到零后停止．2．位移的求解可用位移公式、位移－速度关系式，而平均速度式x ＝v ·t 最简单． 3．可将末速度为零的匀减速运动逆向看成初速度为零的匀加速运动． 题组阶梯突破1．一物块(可看成质点)以一定的初速度从一光滑斜面底端A 点上滑，最高可滑到C 点，已知AB 是BC 的3倍，如图1所示，已知物块从A 至B 所需时间为t 0，则它从B 经C 再回到B ，需要的时间是多少？图1答案 2t 0解析 设B →C 时间为t 1， 由对称知C →B 的时间也为t 1 运用逆向思维x CB ＝12at 12x CA ＝12a (t 1＋t 0)2由x CA ＝4x CB 得t 1＝t 0 故B →C →B 所需时间是2t 0.2．长200m 的列车匀加速通过长1000m 的隧道，列车刚进隧道时的速度是20m/s ，完全出隧道时速度是24 m/s ，求：(1)列车过隧道时的加速度是多大？ (2)通过隧道所用的时间是多少？ 答案 (1)0.07m/s 2(2)54.5s解析 (1)由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2－v 12＝2ax ，解得：a ＝v 2－v 202x ＝242－2022×1200m/s 2≈0.07 m/s 2；(2)平均速度：v ＝v 0＋v 2＝20＋242m/s ＝22 m/s ，时间：t ＝xv＝120022s≈54.5s. 3．一小球自O 点由静止释放，自由下落依次通过等间距的A 、B 、C 三点，已知小球从A 运动到B 的时间与从B 运动到C 的时间分别为0.4s 和0.2s ，重力加速度g 取10m/s 2，求： (1)A 、B 两点间的距离；(2)小球从O 点运动到A 点的时间． 答案 (1)1.2m (2)0.1s解析 设AB 、BC 间距均为l ，小球从O 点运动到A 点的时间记为t ，从A 运动到B 和从B 运动到C 的时间分别为t 1、t 2.AB 间距可表示为：l ＝12g (t ＋t 1)2－12gt 2① AC 间距可表示为：2l ＝12g (t ＋t 1＋t 2)2－12gt 2②t 1＝0.4s ，t 2＝0.2s ，代入数据，解①②得：l ＝1.2m ，t ＝0.1s.命题点二 多运动过程问题例2 在一次低空跳伞演练中，当直升机悬停在离地面224m 高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动．运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以12.5m/s 2的加速度匀减速下降．为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s.(取g ＝10m/s 2)求： (1)伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？ (2)伞兵在空中的最短时间为多少？解析 (1)设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h ，此时速度为v 0，则有：v 2－v 20＝2ah即52－v 20＝－2×12.5×h又v 20＝2g ·(224－h )＝2×10×(224－h ) 联立解得h ＝99m ，v 0＝50m/s以5m/s 的速度落地相当于从h 1高处自由落下，即：v 2＝2gh 1解得：h 1＝v 22g ＝5220m ＝1.25m(2)设伞兵在空中的最短时间为t ，则有：v 0＝gt 1解得：t 1＝v 0g ＝5010s ＝5st 2＝v －v 0a ＝5－50－12.5s ＝3.6s故t ＝t 1＋t 2＝(5＋3.6) s ＝8.6s. 答案 (1)99m 1.25m (2)8.6s多运动过程问题的分析技巧1．匀变速直线运动涉及的公式较多，各公式相互联系，大多数题目可一题多解，解题时要开阔思路，通过分析、对比，根据已知条件和题目特点适当地拆分、组合运动过程，选取最简捷的解题方法．2．两个过程之间的速度往往是解题的关键．题组阶梯突破4．出租车上安装有速度表，计价器里安装有里程表和时间表．出租车载客后，从高速公路入口处驶入高速公路，并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动，经过10s 时，速度表显示54km/h.(1)求这时出租车离出发点的距离．(2)出租车继续做匀加速直线运动，当速度表显示108km/h 时，出租车开始做匀速直线运动，若时间表显示10时12分35秒，此时计价器里程表示数为多少？(出租车启动时，里程表示数为零)答案 (1)75m (2)2700m解析 (1)根据速度公式得a ＝v 1t 1＝1510m/s 2＝1.5 m/s 2，再根据位移公式得x 1＝12at 21＝12×1.5×102m ＝75m ，这时出租车距载客处75m.(2)根据v 22＝2ax 2得x 2＝v 222a ＝3022×1.5m ＝300m ，这时出租车从静止载客开始，已经经历的时间为t 2，v 2＝at 2，得t 2＝20s ，这时出租车时间表应显示10时11分15秒．此后出租车做匀速运动，它匀速运动的时间t 3应为80s ， 通过的位移x 3＝v 2t 3＝30×80m＝2400m ，所以10时12分35秒时，计价器里程表应显示x ＝x 2＋x 3＝300m ＋2400m ＝2700m.5．火车由甲地从静止开始以加速度a 匀加速运行到乙地．又沿原方向以a3的加速度匀减速运行到丙地而停止．若甲、丙相距18km.车共运行了20min.求甲、乙两地间的距离及加速度a 的值．答案 4.5km 0.1m/s 2解析 设到达乙站时的速度为v ，甲站到乙站位移为x ，则：v 2＝2ax ， 设乙到丙站位移为x 1，则：v 2＝2×a3·x 1，整理得：x x 1＝13，而且：x ＋x 1＝18km ，解得：x ＝4.5km ，x 1＝13.5km ； 对于从甲到丙全程，设总时间为t ，有：x ＋x 1＝v2t ，故v ＝2(x ＋x 1)t ＝2×1800020×60m/s ＝30 m/s ，则a ＝v 22x ＝3022×4.5×1000m/s 2＝0.1 m/s 2.6．正以v 0＝30m/s 的速度运行中的列车，接到前方小站的请求：在该站停靠1分钟接一位危重病人上车．司机决定以加速度大小a 1＝0.5 m/s 2匀减速运动到小站，停车1分钟后做大小为a 2＝1.5m/s 2的匀加速运动，又恢复到原来的速度运行．求： (1)司机从匀减速运动开始到恢复原来速度共经历的时间t 总； (2)司机由于临时停车共耽误了多少时间？ 答案 (1)140s (2)100s解析 列车减速运动的时间为：t 1＝v －v 0－a 1＝0－30－0.5s ＝60s ， 列车能通过的位移为：x 1＝v 2－v 202(－a 1)＝－9002×(－0.5)m ＝900m.在列车加速过程中，加速的时间为：t 2＝30－01.5s ＝20s ，列车加速运动的位移为：x 2＝900－02×1.5m ＝300m ，所以，列车恢复到30m/s 所用的时间为：t 总＝t 1＋t 停＋t 2＝60s ＋60s ＋20s ＝140s ， 列车恢复到30m/s 所通过的位移为：x ＝x 1＋x 2＝(900＋300) m ＝1200m ，若列车一直匀速运动，则有：t ′＝x v 0＝120030s ＝40s.列车因停车而耽误的时间为：Δt ＝t 总－t ′＝(140－40) s ＝100s.(建议时间：40分钟)1．一个滑雪人质量m ＝75kg ，以v 0＝2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t ＝5s 的时间内滑下的路程x ＝60m ，求： (1)滑雪人的加速度； (2)t ＝5s 时滑雪人的速度． 答案 (1)4m/s 2(2)22 m/s解析 (1)由运动学位移公式x ＝v 0t ＋12at 2代入数据，解得：a ＝4 m/s 2(2)由速度公式，得：v ＝v 0＋at ＝(2＋4×5) m/s＝22 m/s.2．如图1所示，小滑块在较长的固定斜面顶端，以初速度v 0＝2m/s 、加速度a ＝2 m/s 2沿斜面加速向下滑行，在到达斜面底端前1s 内，滑块所滑过的距离为715L ，其中L 为斜面长．求滑块在斜面上滑行的时间t 和斜面的长度L .图1答案 3s 15m解析 小滑块从A 到B 过程中，有v 0(t －1)＋12a (t －1)2＝x小滑块从A 到C 过程中，有v 0t ＋12at 2＝L .又有x ＝L －7L 15＝8L15；代入数据，解得L ＝15m ；t ＝3s.3．一列火车做匀变速直线运动驶来，一人在轨道旁边观察火车运动，发现在相邻的两个10s 内，火车从他跟前分别驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m(连接处长度不计)．求： (1)火车的加速度的大小； (2)人开始观察时火车速度的大小． 答案 (1)0.16m/s 2(2)7.2 m/s解析 (1)由题意知，火车做匀减速直线运动，设火车加速度大小为a ，人开始观察时火车速度大小为v 0，L ＝8m Δx ＝aT 2,8L －6L ＝aT 2 a ＝2L T 2＝2×8100m/s 2＝0.16 m/s 2(2)v 2t ＝v ＝8L ＋6L 2T ＝14×820m/s ＝5.6 m/sv 2t ＝v 0－aT ，解得v 0＝7.2m/s.4．高速公路给人们带来了方便，但是因为在高速公路上行驶的车辆速度大，雾天往往易出现十几辆车追尾持续相撞的事故．某辆轿车在某高速公路上的正常行驶的速度大小v 0＝120km/h ，刹车时轿车产生的最大加速度a ＝6 m/s 2.如果某天有雾，能见度d (观察者能看见最远的静止目标的距离)约为60m ，设司机的反应时间Δt ＝0.5s ，为了安全行驶，轿车行驶的最大速度为多少？ 答案 86.4km/h解析 设轿车行驶的最大速度为v ，司机在反应时间内做匀速直线运动的位移为x 1，在刹车匀减速阶段的位移为x 2，则：x 1＝v Δt ① v 2＝2ax 2② d ＝x 1＋x 2③联立①②③式得：v ＝24m/s ＝86.4 km/h ，即轿车行驶的最大速度为86.4km/h.5．如图2为某高速公路出口的ETC 通道示意图．一汽车驶入ETC 车道，到达O 点的速度v 0＝30m/s ，此时开始减速，到达M 时速度减至6 m/s ，并以6 m/s 的速度匀速通过MN 区．已知MN 的长度d ＝36 m ，汽车减速运动的加速度a ＝－3 m/s 2，求：图2(1)O 、M 间的距离x ；(2)汽车从O 到N 所用的时间t . 答案 (1)144m (2)14s 解析 (1)由公式v 2－v 20＝2ax得x ＝v 2－v 202a＝144m(2)汽车从O 到M 减速运动，由公式v ＝v 0＋at 1 得t 1＝v －v 0a＝8s 汽车从M 到N 匀速运动所用时间t 2＝d v＝6s 汽车从O 到N 的时间t ＝t 1＋t 2＝14s.6．一个物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a 1＝3m/s 2，经过一段时间t 1后速度达到v ＝9 m/s ，此时，将加速度方向反向，大小变为a 2.再经过3t 1时间后恰能回到出发点，则：(1)加速度改变前，物体运动的时间t 1和位移x 1大小分别为多少？ (2)反向后的加速度a 2应是多大？回到原出发点时的速度v ′为多大？ 答案 (1)3s 13.5m (2)73m/s 212 m/s解析 (1)加速度改变前，物体运动的时间t 1＝v a 1＝93 s ＝3 s ，物体运动的位移x 1＝v 22a 1＝816m ＝13.5 m.(2)加速度反向后，规定初速度的方向为正方向， 根据位移时间公式得，x ＝vt 2－12a 2t 22，即－13.5＝9×9－12a 2×81，解得a 2＝73m/s 2，返回出发点时的速度v ′＝v －a 2t 2＝(9－73×9) m/s＝－12 m/s ，负号表示方向．。
2019-2020学年教科版(2019)物理必修第一册教案+学案：2.4 匀变速直线运动规律的应用-学案(有答案)
匀变速直线运动规律的应用【学习目标】1.知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。
2.知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式3.牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。
【学习重难点】教学重点：与位移关系式的推导过程及应用。
教学难点：速度对速度与位移关系式的理解与应用。
【学习过程】一、自主学习1．当物体做匀速直线运动时，物体的位移为x =________。
当物体做变速直线运动时，可用平均速度求解物体的位移，即x =________。
2．匀变速直线运动的物体的位移与速度满足关系式：__________________________。
该关系式适用于匀加速和匀减速直线运动，且该公式为矢量式，在规定正方向后可用________表示x 和a 的方向。
3．描述一段匀变速直线运动共有5个物理量：初速度0v 、末速度v 、加速度A 、位移x 、时间t ，如果问题中的已知量和未知量都不涉及时间，利用______________求解，往往会使问题变得简单、方便。
4．如图1所示，一辆正以8 m 的速度沿直线行驶的汽车，突然以21 m s 的加速度加速行驶，则汽车行驶了18 m 时的速度为________m s 。
5．现在的航空母舰上都有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“1F A 5-”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为24.5 m ，起飞速度为50 m s 。
若该飞机滑行100 m 时起飞，则弹射系统必须使飞机具有的初速度为（ ） A ．30 m s B ．40 m sC．20 m s D．10 m6．汽车在平直公路上以20 m的初速度开始做匀减速直线运动，最后停止。
已知加速度的大小为20.5 m，求汽车通过的路程。
二、课堂探究练概念规律练知识点一：利用2202v v ax-=求位移1．在全国铁路第六次大提速后，火车的最高时速可达250 km h，若某列车正以216 km h的速度匀速行驶，在列车头经路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方1000 m处有障碍物还没有清理完毕，若司机听到报告后立即以最大加速度22 ma=刹车，问该列车是否发生危险？知识点二：利用2202v v ax-=求速度2 2 m，则经过斜面中点时的速度是________m s。
2019年高考物理一轮复习精品资料实验一 研究匀变速直线运动(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料实验一研究匀变速直线运动【实验一长度的测量】【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。
【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，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)精度(mm)测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对齐时/mm)刻度格数刻度总长度每小格与1mm差10 20 50 919490.10．050．020.10．050．02主尺上读的毫米数＋0.1n主尺上读的毫米数＋0.05n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。
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。
2020高考物理一轮复习1-4实验一 研究匀变速直线运动(精练)附答案
实验一 研究匀变速直线运动（精练）1．（2019·山东德州一中期末）某同学利用图甲所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图乙所示(图中相邻两点间有4个点未画出)．甲 乙根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动．回答下列问题：(1)在打点计时器打出B 点时，物块的速度大小为______m/s.在打出D 点时，物块的速度大小为________m/s.(保留两位有效数字)(2)物块的加速度大小为______m/s 2.(保留两位有效数字) 【答案】(1)0.56 0.96 (2)2.0【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以 v B ＝x AC 2T ＝ 4.61＋6.59×10－20.2 m/s ＝0.56 m/s v D ＝x CE 2T ＝8.61＋10.61×10－20.2m/s ＝0.96 m/s (2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2可以求出加速度的大小，得x 3－x 1＝2a 1T 2，x 4－x 2＝2a 2T 2 为了更加准确地求解加速度，我们对两个加速度取平均值得a ＝12(a 1＋a 2)＝x 3＋x 4－x 1＋x 24T 2＝2.0 m/s 2 2．（2019·甘肃兰州一中期末）图甲是某同学“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带．甲(1)打点计时器所用电源频率为50 Hz.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v F ＝________m/s(计算结果保留2位有效数字)．(2)图乙是该同学根据纸带上的数据作出的v －t 图象．根据图象，t ＝0时的速度v 0＝__________m/s ，加速度a＝____m/s 2(计算结果保留2位有效数字)乙【答案】(1)图见解析 0.70 (2)2.0×10－1 5.0 【解析】(1)根据纸带上的数据可得Δx ＝0.20 cm ，所以x EF ＝x DE ＋Δx ＝1.30 cm ，F 点的位置如图所示．根据中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度得v F ＝x EG2T ＝0.70 m/s ．(2)由图象可知，t ＝0时的速度v 0＝2.0×10－1 m/s.由图线的斜率可得加速度a ＝ 6.0－2.0×10－18×10－2 m/s 2＝5.0 m/s 2． 3．(2019·福建漳州二中期中)如图甲所示，利用恒速滴液瓶(每隔相同时间从玻璃管口滴下一滴液滴)和频闪光源来研究自由落体运动．实验时，调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率，使两者恰好相等，屏幕上就会出现“液滴不动”的影点，设此时频闪光源的频率为f .某次实验的影点位置如图乙所示，相邻影点间的距离分别为h 1、h 2、h 3和h 4．(1)图乙中相邻影点间的时间间隔为________，自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v ＝________________． (2)由逐差法可得液滴下落的加速度的表达式为a ＝________________． 【答案】 (1)1fh 1＋h 2f 2 (2)h 3＋h 4－h 1＋h 24f 2 【解析】 (1)由题意可知，液滴下落的频率等于频闪光源的频率，则图乙中相邻影点间的时间间隔为T ＝1f ；自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v ＝h 1＋h 22T ＝h 1＋h 2f2． (2)由逐差法可得液滴下落的加速度的表达式为a ＝h 3＋h 4－h 1＋h 22T 2＝h 3＋h 4－h 1＋h 24f 2．4．（2019·湖北荆州一中期末）在暗室中用如图甲所示的装置做“测定重力加速度”的实验．甲实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下．②用频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴．③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度．④采集数据进行处理．(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是________________________________________________________________________．(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________m/s.(结果保留三位有效数字)乙【答案】(1)频闪仪频率等于水滴滴落的频率(2)9.72 2.27【解析】(1)频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时，则每滴下来一滴水，频闪仪都在相同的位置记录，故可看到一串仿佛固定不动的水滴．(2)因s67＝19.36 cm－13.43 cm＝5.93 cm，s78＝26.39 cm－19.36 cm＝7.03 cm，s89＝34.48 cm－26.39 cm＝8.09 cm，s90＝43.67 cm－34.48 cm＝9.19 cm，由逐差法可得：g＝9.72 m/s2第8滴水的速度为：v8＝s78＋s892T＝2.27 m/s5．（2019·广东惠州一中期末）小张同学想研究一遥控电动车的运动情况，他找来一个塑料瓶，设计了一个如图甲所示的装置，瓶内装上墨水，通过调节开关使墨水缓慢滴下，然后将这个装置固定在车的尾部，如图乙所示．使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离，并记录在下面的表格中．1 2 3 4 5 6 7 8 9 10距离(m) 0.422 1.546 3.076 4.890 6.813 8.71310.64512.57114.48316.429(1)小张制作的装置相当于物理实验室中的________(填仪器名称)．(2)通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是________________________________________________________________________．(3)要测量小车做匀速运动时的速度，小张同学还需要知道的物理量是____________，他还需要的测量工具是________，测量方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)打点计时器(2)先做加速度变小的加速运动，后做匀速运动(3)相邻两墨水滴滴下的时间间隔T秒表从某滴开始下落时开始计时，并计数为1，数到第n滴开始下落时停止计时，则时间间隔T＝tn－1。
高考物理总复习 实验一 探究匀变速直线运动的特点
它拖着纸带运动，在纸带上打下一行小点； (4)关闭：关闭电源，取下纸带； (5)更换：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
(2)不需要满足悬挂槽码的质量远小于小
车的质量
二、数据测量及数据分析 1．数据测量 (1)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点，作为 计时起点，以后依次每隔四个点取一个计数点，并标明0，1，2，3，4，…， 如图所示．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
过光电门的平均速度vത
vത = Δx
Δt
，画出vതΔt图像如图乙．
(1)实验中挡光片的宽度是多少时，求得的速度最接近小车过A点时
的瞬时速度( A )
A．2 cm
B．6 cm
C．10 cm
D．8 cm
(2)小车前端过A处的瞬时速度大小为___0._3_8_0__ m/s.
(3)小车的加速度大小为__0_._73_6___ m/s2.
(2)观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律． 3．实验结论 小车的速度随时间均匀增加．
三、误差分析 1．根据纸带测量的位移有误差． 2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等． 3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差． 4．用作图法，作出的v t图像并不是一条直线． 5．木板的粗糙程度并非完全相同．
关键能力·分层突破
考点一 教材原型实验 例1 某同学用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度，实验室提 供了以下器材： (1)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、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不 需要的器材是_弹__簧_测__力__计__．
解析：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．
1.4实验1：研究匀变速直线运动 导学案及答案
1.4实验1：研究匀变速直线运动课前自主预习学案预习目标1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx ＝aT 2)。
3．测定匀变速直线运动的加速度。
预习内容一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx ＝aT 2)。
3．测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理 1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点。
(3)纸带上点的意义①反映和纸带相连的物体在不同时刻的位置。
②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况。
③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。
2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的变化量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝Δv Δt ＝Δv 1Δt ＝Δv 2Δt＝…。
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2。
3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，且满足x 6－x 5＝x 5－x 4＝x 4－x 3＝x 3－x 2＝x 2－x 1，即a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样可使所给数据全部得到利用，以提高准确性。
(2)“平均速度法”求速度：得到如图所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，n 点的瞬时速度为v n 。
2019-2020学年教科版(2019)物理必修第一册教案+学案：2.1 匀变速直线运动的研究-学案(有答案)
匀变速直线运动的研究【学习重点】1.对运动的速度随时间变化规律的探究。
2.图像法研究速度随时间变化的规律。
【学习难点】1.各点平均速度的计算。
2.对实验数据的处理、规律的探究。
【学习过程】一、基础导学（一）匀变速直线运动1．定义：速度随时间____________的直线运动叫作匀变速直线运动。
2．匀变速直线运动中，____________保持不变。
3．____________运动和____________运动，统称匀变速直线运动。
（二）研究小车的运动1．实验目的：研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的平均速度。
2．实验器材：打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。
3．实验思路：如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示。
（2）在下图所示坐标系中画出小车的v t -图线，并根据图线求出a ＝________。
D 点的瞬时速度105.6027.60 cm=390 cm s 3.90 m s 20.2 sCE D x v T -=== C 点的瞬时速度()60.307.50 cm =264 cm s 2.64 m s 20.2 sBD C xv T -=== B 点的瞬时速度27.60 cm =138 cm s 1.38 m 20.2 sAC B x v T ===。
1.38（2）如右图所示：212.6 mB ．根据实验数据画出v t -图像，量出其倾角α，由公式tan a α=求出加速度C ．根据实验数据画出v t -图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式v a t∆=∆算出加速度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知识链接：图像法处理数据时注意两点。
2019版高考物理一轮讲义：实验一研究匀变速直线运动
实验一 研究匀变速直线运动知识梳理·夯实基础一、实验目的1．练习使用打点计时器，学会用打点纸带研究物体的运动情况． 2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v －t 图象，根据图象求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器获取记录物体运动信息的打点纸带，通过纸带上的点研究物体的运动．2．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4……若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝……则说明物体做匀变速直线运动．3．速度的求解方法用“平均速度法”求速度，即v n ＝x n ＋x n ＋12T，如图所示．4．加速度的求解方法(1)“两大段法”求加速度，若已知纸带上x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6连续的六段，每段时间为T ，可分成x 1＋x 2＋x 3和x 4＋x 5＋x 6两大段，每大段对应时间3T ，根据x 2－x 1＝aT 2得(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a (3T )2， 解得a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.(2)“逐差法”求加速度，即a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v －t 图象，直线的斜率即加速度的大小．三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器、低压交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线．四、实验步骤1．把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没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，细绳绕过滑轮，下边挂上合适的钩码，将纸带穿过打点计时器，固定在小车的后面．实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．3．将小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车． 4．小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带．5．换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带测量分析． 五、数据处理1．由实验数据得出v －t 图象(1)选适当的点作计时起点，在纸带上标出计数点，用刻度尺量出各计数点到起点的距离．(2)计算各计数点的速度，填入表格，根据表格中的v 、t 数据，在直角坐标系中描点． (3)根据描的点作一条直线，使各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，如图所示．2．小车运动的速度随时间变化的规律(1)小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt ，速度也会增加相同的值Δv ，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．(2)既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化．六、误差分析1．根据纸带测量的位移有误差．2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的v－t图象并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量的平均加速度．七、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．先后顺序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．防止碰撞在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞．5．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．6．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．7．准确作图在坐标纸上，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)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条平滑曲线，让各点尽量落到这条曲线上，落不到曲线上的各点应均匀分布在曲线的两侧．核心考点·分层突破考点1实验原理与操作[例1]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．①请完成以下主要实验步骤：按图甲安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物__靠近__(选填“靠近”或“远离”)计时器下端；__先接通打点计时器电源，再释放纸带__，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．②图乙和丙是实验获得的两条纸带，应选取__乙__(选填“乙”或“丙”)来计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和__纸带与打点计时器之间有摩擦__.(1)打点计时器①作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点．②工作条件⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器：4～6 V 交流电源电火花计时器：220 V 交流电源(2)纸带上点的意义①反映和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况． ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔． 考点2 数据处理与误差分析[例2]某同学利用图甲所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源的频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图乙所示．(图中相邻两点间有4个点未画出)根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动．回答下列问题：(1)在打点计时器打出B 点时，物块的速度大小为__0.56__m/s.在打出D 点时，物块的速度大小为__0.96__m/s ；(保留两位有效数字)(2)物块的加速度大小为__2.0__m/s 2.(保留两位有效数字)解析 (1)根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以v B ＝x AC 2T ＝0.046 1＋0.065 90.2 m/s ＝0.56 m/s ，v D ＝x CE 2T ＝0.086 1＋0.106 10.2m/s ＝0.96 m/s ； (2)根据题意，该同学认为物块的运动为匀加速运动，则根据速度公式v D ＝v B ＋a ·2T ，代入数据整理可以得到a ＝2.0 m/s 2.考点3 实验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．因此做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．1．实验器材的改进及速度的测量方法(1)图甲中，由遮光片的宽度d 和遮光片挡光时间Δt 求速度v ＝dΔt ；(2)图乙中，由纸带求速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .2．获得加速度方法的改进长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示――→替代靠重物的拉力获得加速度．[例3]某同学用图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝__3.25__m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝__1.79__m/s ； (2)以知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是__C__.(选填正确答案序号)A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角解析 (1)打点计时器的打点周期T ＝0.02 s ，根据纸带数据可知，加速度a ＝(x CD ＋x DE )－(x AB ＋x BC )4T 2＝3.25 m/s 2；打C 点时物块的速度v C ＝x BD2T＝1.79 m/s. (2)由牛顿第二定律得加速度a ＝g sin θ－μg cos θ，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角．对应演练·迁移运用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如图甲，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，如图乙所示，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②③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v －Δt 图，如图丙所示． 完成下列填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 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v A 、a 和Δt 的关系式为v ＝__v A ＋a2Δt __.丙(2)由图丙可求得，v A ＝__52.1__cm/s ，a ＝__16.3__cm/s 2.(结果保留3位有效数字) 解析 挡光片通过光电门的平均速度v 等于Δt 时间段的中间时刻的速度， 由v ＝v 0＋at 可知v ＝v A ＋a Δt2，即v ＝v A ＋12a ·Δt ，由图象的截距可知v A ＝52.12 cm/s ≈52.1 cm/s ，其斜率k ＝12a ，故物体的加速度a ＝2k ＝16.3 cm/s 2.2．某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中，必要的措施是__AB__. A ．细线必须与长木板平行 B ．先接通电源再释放小车 C ．小车的质量远大于钩码的质量 D ．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出). s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm.则小车的加速度a ＝__0.80__m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝__0.40__m/s.(结果均保留两位有效数字)解析 ①利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律，在实验中，必要的措施是：细线必须与长木板平行；先接通电源，再释放小车；不需要平衡摩擦力，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量．因此正确选项是A 、B ．②由Δx ＝aT 2，T ＝0.10 s 和逐差法可得小车的加速度a ＝(s 4－s 1)＋(s 5－s 2)＋(s 6－s 3)9T2＝0.80 m/s 2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打出B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T＝0.40 m/s.3．某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图甲所示，打点计时器的电源为50 Hz 的交流电．(1)下列实验操作中，不正确的有__CD__. A ．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B ．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C ．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D ．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按照正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O 点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1,2，…，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O 点的距离，记录在纸带上，如图乙所示．计算相邻计时点间的平均速度v ，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整.__逐渐增大到39.8_cm/s__；磁铁受到阻尼作用的变化情况是__逐渐增大到等于重力__.(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验②”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和实验②的结果可得到什么结论？解析 (1)实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用，故铜管需竖直地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落过程中不与铜管摩擦与碰撞，选项A 正确．纸带穿过限位孔可以保证纸带的正确方位，置于复写纸下面可以保证打点清晰，选项B 正确．释放纸带前应手提纸带上端使纸带竖直，小磁铁静止，故选项C 错误．释放小磁铁前应先接通打点计时器的电源，待其工作稳定后方可放开纸带，选项D 错误．(2)由图乙可得v 4＝5.60－4.042×0.02cm/s ＝39.0 cm/s.(3)由表中数据可以看出，磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小，最终保持39.8 cm/s 的速度不变，即磁铁运动中加速度逐渐减小，最终为零，则由mg －F f ＝ma 知阻力逐渐增大直到等于重力．(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用．磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用．4．利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离为x ，记下相应的t 值，所得数据如下表所示．0.0.0.0.0.0.(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v 1、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是__x t ＝－12at ＋v 1(或x ＝－12at 2＋v 1t )__.(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出xt－t 图线．(3)由所画出的xt －t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__2.0__ m/s 2.(保留两位有效数字)解析 (1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故中间时刻瞬时速度为x t ，有v 1＝x t ＋12at ，故x t ＝－12at ＋v 1(或将加速度为a 的匀加速运动看成反方向的加速度为－a 的匀减速运动，则x ＝－12at 2＋v 1t )．(2)由表中所给数据描点连线，注意描点时应使尽量多的点在直线上或分居在直线两侧，其图线如答图所示．(3)由x t ＝－12at ＋v 1，知x t －t 图线的斜率k ＝－12a ， 又图线过(0.20,1.81)、(0.80,1.20)两点，k ＝1.20－1.810.80－0.20＝－1.0，故a ＝2.0 m/s 2.答案 (2)xt－t 图线如图所示。
2019年度高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动第1讲运动的描述学案
第1讲 运动的描述一、质点和参考系 1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略，就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在. 2.参考系(1)参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系.(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系. 自测1 (多选)关于质点和参考系的理解，下列说法正确的是( ) A.研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作可以将马龙看成质点B.研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹可以将子弹看成质点C.“一江春水向东流”是以地面为参考系D.“太阳东升西落”是以地球为参考系 答案 BCD 二、位移和速度 1.位移和路程2.速度与速率(1)平均速度：在变速运动中，物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝ΔxΔt，是矢量，其方向就是对应位移的方向.(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向. (3)速率：瞬时速度的大小，是标量.(4)平均速率：物体运动实际路程与发生这段路程所用时间的比值，不一定等于平均速度的大小.自测2 在伦敦奥运会上，牙买加选手博尔特在男子100 m 决赛(直跑道)和男子200 m 决赛(弯曲跑道)中分别以9.63 s 和19.32 s 的成绩获得两枚金牌，成为奥运会历史上连续两届获得100米和200米冠军的第一人.关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( )A.200 m 决赛的位移是100 m 决赛的两倍B.200 m 决赛的平均速度约为10.35 m/sC.100 m 决赛的平均速度约为10.38 m/sD.100 m 决赛的最大速度约为20.76 m/s 答案 C解析 200 m 比赛跑道是弯曲的，位移小于200 m ，100 m 比赛跑道是直线，A 错；200 m 19.32 s≈10.35 m/s 是平均速率，B 错；100 m9.63 s ≈10.38 m/s 是平均速度，C 对；最大速度由已知条件无法求出，D 错. 三、加速度1.物理意义：描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量.2.定义式：a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt.3.决定因素：a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定，而是由F m来决定.4.方向：与Δv 的方向一致，由合外力的方向决定，而与v 0、v 的方向无关. 自测3 教材P29第2题改编(多选)下列说法中可能发生的运动是( ) A.物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0B.两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小C.物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西D.物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大 答案 ABCD命题点一质点、参考系和位移1.三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”，它无大小但有质量，能否看成质点是由研究问题的性质决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断.(2)参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的物体.(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移大小.2.三点注意(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.(2)在研究两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以使分析和计算更简单.(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.例1 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图1所示.下面说法正确的是( )图1A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系，可以认为金星是运动的答案 D解析金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A 错误；因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确. 变式1 (2018·陕西铜川模拟)下列关于运动学概念的论述，正确的是( )A.运动员跑完800 m比赛，指的是路程为800 mB.运动员铅球成绩为4.50 m，指的是铅球的位移大小为4.50 mC.足球比赛挑边时，上抛的硬币落回地面猜测正反面，硬币可以看做质点D.阅兵预演空中梯队通过天安门上空时，以编队中某一飞机为参考系，地面上的观众是静止的答案 A命题点二平均速度和瞬时速度1.区别与联系(1)区别：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度是状态量，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度.(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度.2.方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度，关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”.(2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.例2 (多选)如图2所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9 km，实际从A运动到B用时5 min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km.当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是( )图2A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/hB.整个过程中赛车的平均速度为108 km/hC.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/hD.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B答案BC解析从A到B位移为9 km，用时112h，由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108 km/h，故A错，B对；速度计显示的是瞬时速度大小，故C对；经过C时速度的方向沿C点切线指向运动方向，故D错.变式2 (多选)骑自行车的人沿斜坡直线向下行驶，在第1 s 、第2 s 、第3 s 、第4 s 内通过的位移分别是1 m 、2 m 、3 m 、4 m ，有关其运动的描述，下列说法中正确的是( ) A.整个过程中的平均速度是2.5 m/s B.在第3、4两秒内的平均速度是3.5 m/s C.第3 s 末的瞬时速度为3 m/s D.该运动一定是匀加速直线运动 答案 AB变式3 (2018·贵州遵义模拟)一质点沿直线Ox 方向做变速运动，它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为x ＝(5＋2t 3) m ，它的速度随时间t 变化的关系为v ＝6t 2(m/s)，该质点在t ＝2 s 时的速度和t ＝2 s 到t ＝3 s 间的平均速度的大小分别为( ) A.12 m/s 39 m/s B.24 m/s 38 m/s C.12 m/s 19.5 m/s D.24 m/s 13 m/s答案 B解析 由v ＝6t 2(m/s)得，当t ＝2 s 时，v ＝24 m/s ；根据质点离开O 点的距离随时间变化的关系为x ＝(5＋2t 3) m 得：当t ＝2 s 时，x 2＝21 m ，t ＝3 s 时，x 3＝59 m ；则质点在t ＝2 s 到t ＝3 s 时间内的位移Δx ＝x 3－x 2＝38 m ，v ＝Δx Δt ＝381 m/s ＝38 m/s ，故选B.拓展点 用平均速度法求解瞬时速度——极限思想的应用 1.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v ＝ΔxΔt 中，当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)公式a ＝ΔvΔt 中，当Δt →0时a 是瞬时加速度.2.注意(1)用v ＝ΔxΔt 求瞬时速度时，求出的是粗略值，Δt (Δx )越小，求出的结果越接近真实值.(2)对于匀变速直线运动，一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻的瞬时速度.例3 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d ＝3.0 cm 的遮光板，如图3所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1＝0.30 s ，通过第二个光电门的时间为Δt 2＝0.10 s ，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt ＝3.0 s ，则滑块的加速度约为( )图3A.0.067 m/s 2B.0.67 m/s 2C.6.7 m/s 2D.不能计算出 答案 A解析 遮光板通过第一个光电门时的速度v 1＝d Δt 1＝0.030.30 m/s ＝0.10 m/s ，遮光板通过第二个光电门时的速度v 2＝d Δt 2＝0.030.10 m/s ＝0.30 m/s ，故滑块的加速度a ＝v 2－v 1Δt≈0.067 m/s 2，选项A 正确.变式4 (2018·甘肃天水质检)如图4所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ，用ΔxΔt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt更接近瞬时速度，正确的措施是( )图4A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角 答案 A命题点三 速度、速度变化量和加速度的关系1.三个概念的比较2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系.(1)a 和v 同向加速直线运动―→⎩⎪⎨⎪⎧a 不变，v 随时间均匀增加a 增大，v 增加得越来越快a 减小，v 增加得越来越慢(2)a 和v 反向(减速直线运动)―→⎩⎪⎨⎪⎧a 不变，v 随时间均匀减小或反向增加a 增大，v 减小或反向增加得越来越快a 减小，v 减小或反向增加得越来越慢例4 (多选)一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s ，1 s 后速度的大小变为10 m/s ，在这1 s 内该物体的可能运动情况为( ) A.加速度的大小为6 m/s 2，方向与初速度的方向相同 B.加速度的大小为6 m/s 2，方向与初速度的方向相反 C.加速度的大小为14 m/s 2，方向与初速度的方向相同 D.加速度的大小为14 m/s 2，方向与初速度的方向相反 答案 AD解析 若初、末速度方向相同时，a ＝v －v 0t ＝10－41m/s 2＝6 m/s 2，方向与初速度的方向相同，A 正确，B 错误；若初、末速度方向相反时，a ＝v －v 0t ＝－10－41m/s 2＝－14 m/s 2，方向与初速度的方向相反，C 错误，D 正确.变式5 近几年，国内房价飙升，在国家宏观政策调控下，房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”，将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( ) A.速度增加，加速度减小 B.速度增加，加速度增大C.速度减小，加速度增大D.速度减小，加速度减小 答案 A解析 “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”，“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”.变式 6 (多选)(2018·湖北荆州调研)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v 1和v 2，v 1、v 2在各个时刻的大小如表所示，从表中数据可以看出( )A.火车的速度变化较慢B.汽车的加速度较小C.火车的位移在减小D.汽车的位移在增加 答案 AD解析 从表格中可得火车的加速度a 火＝Δv 火Δt 火＝－0.51 m/s 2＝－0.5 m/s 2，汽车的加速度a 汽＝Δv 汽Δt 汽＝1.21m/s 2＝1.2 m/s 2，故火车的加速度较小，火车的速度变化较慢，A 正确，B 错误；由于汽车和火车的速度一直为正值，速度方向不变，则位移都增加，C 错误，D 正确.。
高考一轮物理实验基础与实战：1.研究匀变速直线运动 Word版含答案
【实验目的】1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动．2．掌握判断物体是否作匀变速运动的方法．3．测定匀变速直线运动的加速度．【实验原理】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它的工作电压是4～6 V，电源频率是50 Hz，它每隔0.02 s打一次点．电火花打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220 V交流电压．如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变化，从而了解物体运动的情况．1．打点计时器是一种使用的计时仪器，它每隔打一次点(电源频率是50Hz)，因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况．2．由纸带判断物体做匀变速运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各记数点，S1、S2、S3……为相邻两记数点间的距离．若2312s s s s s -=-=∆=……=C(恒量)，即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量。
则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动．3．由纸带求物体运动加速度的方法：(1)用“逐差法”求加速度：即根据23625143aT S S S S S S =-=-=-(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出a 1=214T 3s s -、a 2=225T 3s s -、a 3=236T 3s s -，再求a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。
(2)用v-t 图像法：即先根据TS S v n n n 21++=求出打第n 点时纸带的瞬时速度，后作出v-t 图像，图线的斜率即为物体运动的加速度． 【实验器材】打点计时器；纸带；复写纸片；小车；细绳。
一端附有滑轮的长木板；毫米刻度尺；钩码；导线．实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。
2019-2020年教科版(2019)物理必修第一册教案+学案：2.2 匀变速直线运动速度与时间的关系-学案(有答案)
匀变速直线运动速度与时间的关系【学习目标】物理观念 匀变速直线运动的概念，匀变速直线运动的分类，速度与时间的关系 科学思维理解匀变速直线运动的v t -图像特点，理解匀变速直线运动的速度与时间的关系科学探究 匀变速直线运动末速度与初速度的关系 科学态度与责任用速度公式解决简单的匀变速直线运动的问题【学习重难点】1．理解匀变速直线运动的v t -图像特点，理解匀变速直线运动的速度与时间的关系； 2．用速度公式解决简单的匀变速直线运动的问题。
【学习过程】一、知识纲要导引二、基础导学1．初速度及速度的变化量把运动开始时刻取作0时刻，则由0时刻到t 时刻的时间间隔t ∆为t ，而t 时刻的速度v 与开始时刻的速度0v （叫作初速度）之差就是速度的变化量，即0v v v ∆=-。
2．速度与时间的关系式3．对公式的理解做匀变速直线运动的物体，在t 时刻的速度v 等于物体在开始时刻的初速度0v 加上在整个过程中速度的变化量at 。
三、思考判断（1）加速度不变的运动就是匀变速直线运动。
（ ） （2）匀变速直线运动的加速度不变。
（ ）（3）速度逐渐增加的直线运动是匀变速直线运动。
（ ） （4）加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动。
（ ） （5）匀变速直线运动的v t -图像是一条倾斜的直线。
（ ） （6）公式0v v at =+适用于任何做直线运动的物体。
（ ） 四、思考与讨论如图是一个物体运动的v t -图像。
它的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，即t t '∆=∆时，速度的变化量v '∆和v ∆总是相等的吗？物体在做匀变速运动吗？问题解答：两个相等的时间间隔内，速度的变化量不相等，v v '∆∆＞，根据va t∆=∆知加速度变小。
物体做加速度逐渐减小的加速运动。
拓展：v t -图像为曲线，线上某点切线的斜率表示瞬时加速度。
上图中随时间的增加，切线的斜率逐渐减小，即加速度在减小。
五、启迪思维，突破重点主题一：匀变速直线运动的特点及v t -图像问题探究探究点1：v t-图像的特点一只猎豹正以某一初速度在广阔的草原上奔跑，某摄影师抓拍了猎豹在不同时刻的速度值，时刻t s 0123456789速度()1v m s-⋅12345678910试结合上述情景，讨论下列问题：画出猎豹运动的v t-图像，并说明其v t-图像有哪些特点？提示：v t-图像如图所示。
高考物理必考实验专题突破一研究匀变速直线运动含解析
2020-2021年高考物理必考实验一：研究匀变速直线运动1．实验原理(1)利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4、…为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=常数,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。
(2)由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度来求,即v n=x x+x x+12x。
(3)由纸带求物体运动加速度的方法①逐差法:根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a1=x4-x13x2,a2=x5-x23x2,a3=x6-x33x2,再算出a1、a2、a3的平均值a=x1+x2+x33=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9x2,也就是物体的加速度。
②图象法:求出打各个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v-t图象,图线的斜率则为物体做匀变速直线运动的加速度。
2.实验器材打点计时器,一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
3.实验步骤(1)仪器安装①把附有定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没有滑轮的一端,连接好电路。
②把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。
实验装置如图所示,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行。
(2)测量与记录①把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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系列的点,换上新纸带,重复三次。
②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,从后边便于测量的点开始确定计数点,为了计算方便和减小误差,通常用连续打点五次的时间作为时间单位,即T=0.1 s。
用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离,并填入设计的表格中。
2019大一轮高考总复习物理教师用书：实验01 研究匀变
研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习正确使用打点计时器．2．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度．3．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，根据图象求加速度．二、实验原理从纸带上确定计数点和两计数点间隔的时间，量出相邻计数点间的距离，利用平均速度求出瞬时速度；计算相邻计数点距离之差，看其是否是一个常数来确定运动性质．三、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、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四、实验步骤1．按照实验原理图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源．2．把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面．3．把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车．4．小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带．5．换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．实验步骤如下：A．安装好实验器材；B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a 、b 、c 、d 等点；C ．测出x 1、x 2、x 3…．结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有__________(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 ．秒表D ．刻度尺E ．天平F ．重锤G ．弹簧测力计(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x 1、x 2、x 3的关系是____________________，已知打点计时器打点的时间间隔是t ，则打c 点时小车的速度大小是__________(3)如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，已知打点计时器打点的时间间隔是t ，则小车的加速度a 的表达式为：__________答案：(1)AD (2)x 3－x 2＝x 2－x 1 x 2＋x 310t(3)a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)225 t 2(1)两种打点计时器的不同①电磁打点计时器使用6 V 以下低压50 Hz 交流电源，用振针打点，每隔0.02 s 打一次点．②电火花计时器使用220 V 50 Hz 交流电源，电火花打点，每隔0.02 s 打一次点． (2)匀变速直线运动的判断：连续相等时间内的位移之差为恒量，即x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…＝恒量，物体做匀变速直线运动．[跟踪训练]1．(2018·佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度． (1)电磁打点计时器是一种使用____________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6 V ，当电源的频率为50 Hz 时，它每隔____________ s 打一次点．(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 ．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x 1＝3.62 cm ，x 2＝4.75 cm ，x 3＝5.88 cm ．根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________． (请用文字描述)；在计数点C 所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是__________ m /s ，小车的加速度是____________m/s 2.(以上两空小数点后保留两位数字)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，小车做匀加速直线运动．v C ＝x 2＋x 32T，T ＝0.1 s可求得v C ＝0.53 m/s由Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝aT 2可得：a ＝1.13 m/s 2．答案：(1)交流 0.02 (2)A (3)相邻相等时间内的位移差相等 0.53 1.13(对应学生用书P 12)一、数据处理1．利用逐差法求平均加速度 a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2， a ＝a 1＋a 2＋a 33．2．利用平均速度求瞬时速度 v n ＝x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T．3．利用速度－时间图象求加速度：作出速度－时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度．二、注意事项1．平行：纸带、细线要和木板平行．2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带．3．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞．4．减小误差：小车的加速度要适当大些，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6～7个计数点为宜．5．准确作图：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)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线．三、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．4．长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差．(2018·上高二中月考)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：F F(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图象。
备战高考物理实验专题复习《研究匀变速直线运动》(解析版)
《研究匀变速直线运动》一、实验题1.某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为，CD长为，DE长为。
为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数_____填字母序号A.偏少偏多合适若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：小车的加速度_____，A点时小车的瞬时速度_____。
计算结果保留三位有效数字2.某实验小组利用如图1所示的装置研究物体做匀变速直线运动的情况：按如图所示装置准备好器材后，先接通电源，然后释放小车，让它拖着纸带运动，得到如图2所示纸带，纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点相邻两个计数点间还有4个计时点未画出。
打点计时器使用的交流电源的频率。
根据纸带上的信息可计算出：在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值为______；小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为______计算结果均保留2位有效数字3.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。
在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。
拍摄时频闪频率是；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为、、、。
已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。
数据如下表所示。
重力加速度大小。
单位：cm根据表中数据，完成下列填空：物块的加速度________保留3位有效数字。
因为________________，可知斜面是粗糙的。
4.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是______A.电磁打点计时器使用的是～的直流电源B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是______A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B.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C.根据实验数据画出图象，量取其倾角，用求出加速度D.根据实验数据画出图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点点的瞬时速度______，小车的加速度______计算结果保留两位有效数字5.某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究。
- 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)。
实验一 研究匀变速直线运动目录课前预习·基础落实 课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】1．练习使用打点计时器，学会用打点纸带研究小车的运动情况。
2．会利用打点纸带求匀变速直线运动的速度、加速度。
3．能画出小车运动的v －t 图象，根据图象求加速度。
【实验原理】 1．打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f ＝50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点。
2．判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x 1、x 2、x 3、x 4…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…＝常数，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。
3．求物体瞬时速度的方法 如图实Ⅰ－1所示：则v n ＝x n ＋x n ＋12T。
4．求物体加速度的方法 (1)“逐差法”求加速度 如图实Ⅰ－2所示：a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样使所给数据全部得到利用，以提高精确度。
(2)“图象法”求加速度求出纸带上各计数点的瞬时速度，画出v －t 图线，直线的斜率即表示加速度。
【实验器材】打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导线。
【实验步骤】1．把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没有滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细绳拴在小车上，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，并把它的一端固定在小车的后面。
实验装置见图实Ⅰ－3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。
3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列的点，换上新纸带，重复三次。
4．从几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，并记录填入表中。
5．计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、…。
6．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。
7．增减所挂钩码数，再做两次实验。
【数据处理及实验结论】1．由实验数据得出v－t图象(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图实Ⅰ－4可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上。
(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落在这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v－t图象，它是一条倾斜的直线。
2．由实验得出的v－t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律有两条途径进行分析：(1)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线如图实Ⅰ－5所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。
(2)既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化。
【注意事项】1．交流电源的电压及频率要符合要求。
2．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
3．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
4．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，使纸带上的点过于密集。
5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰。
适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T。
6．测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差。
课堂互动·考点突破考点一实验原理与操作[例1] (广东理综)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图实Ⅰ－6甲所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
(1)部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：________。
(用字母填写)(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝____s。
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________。
(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________。
[答案] (1)DCBA (2)0.1(3)s4＋s52T(4)s6＋s5＋s4－s3－s2－s19T2针对性训练：1．(佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6 V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点。
(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．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，如图实Ⅰ－7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。
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是___ _ (请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是________m/s，小车的加速度是________m/s2(以上两空小数点后保留两位数字)。
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，小车做匀加速直线运动。
v C ＝x 2＋x 32T，T ＝0.1 s可求得v C ＝0.53 m/s由Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝aT 2可得：a ＝1.13 m/s 2。
答案 (1)交流 0.02 (2)A (3)相邻相等时间内的位移差相等 0.53 1.13考点二 数据处理与误差分析[例2] 某同学利用图实Ⅰ－8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，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实Ⅰ－9所示。
打点计时器电源的频率为50 Hz 。
(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________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/s 2。
[解析] (1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx ≈2.00 cm ，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.28－11.01) cm ＝1.27 cm ＜2.00 cm ，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间。
(2)计数点5对应的速度大小为v 5＝x 4＋x 52T ＝（9.00＋11.01）×10－22×0.1m/s ＝1.00 m/s 。
计数点4对应的速度大小为v 4＝x 3＋x 42T ＝（7.01＋9.00）×10－22×0.1m/s ＝0.80 m/s 。
根据v 5＝v 4＋v 62，得计数点6对应的速度大小为v 6＝2v 5－v 4＝(2×1.00－0.80) m/s ＝1.20 m/s 。
(3)物块在计数点7到11之间做减速运动，根据Δx ＝aT 2得x 9－x 7＝2a 1T 2x 10－x 8＝2a 2T 2故a ＝a 1＋a 22＝（x 9＋x 10）－（x 7＋x 8）2×2T2≈－2.00 m/s 2。
[答案] (1)6 7(或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00针对训练：2．实验中，如图实Ⅰ－10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：v D ＝________ m/s ，v C ＝________m/s ，v B ＝______m/s 。
在如图实Ⅰ－11所示坐标中作出小车的v －t 图线，并根据图线求出a ＝________；(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是___ _____________。
解析 (1)根据纸带提供的数据可知 x BC －x AB ＝x CD －x BC ＝x DE －x CD ＝12.60 cm ， 故小车做匀加速直线运动。
(2)根据v t 2＝v 可知v D ＝（105.60－27.60）×10－20.2 m/s ＝3.9 m/sv C ＝（60.30－7.50）×10－20.2 m/s ＝2.64 m/sv B ＝27.60×10－20.2m/s ＝1.38 m/s描点连线得如图所示v －t 图线，根据图线斜率知a ＝12.60 m/s 2。
(3)图线与纵轴交点的速度的物理意义是零时刻小车经过A 点的速度。
答案 (1)匀加速直线 (2)3.90 2.64 1.38 见解析图 12.60 m/s 2(3)零时刻小车经过A 点的速度考点三 创新实验设计 1．实验器材的创新(1)如果提供光电门和刻度尺，我们可以测出遮光片的宽度d ，借助v ＝d Δt 求出物体通过光电门的速度，再由v 22－v 21＝2ax ，测出物体的加速度。
(2)如果提供闪光照相机和刻度尺，我们可以用处理纸带的方法，求出物体的瞬时速度及物体的加速度。
[例3] 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实Ⅰ－12甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。
现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P 点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s 和4.0×10－3s 。