2012高考物理总复习(精品课件) 实验一 研究匀变速直线运动

(2)v-t图线如图所示． 图线如图所示． 图线如图所示
(3)在 v-t 图象中， 在 图象中， 图线的斜率表示加速度， 图线的斜率表示加速度， 即 0.55－0.25 － a＝ m/s2＝1.0 m/s2 ＝ 0.3
【答案】 答案】 (1)0.25 0.45 (2)图略 图略 (3)1.0
1．在做“研究匀变速直线运动”的实验时， ．在做“研究匀变速直线运动”的实验时， 为了能够较准确地测出加速度， 为了能够较准确地测出加速度，将你认为正 确的选项前面的字母填在横线上： 确的选项前面的字母填在横线上：________ A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并 ．把附有滑轮的长木板放在实验桌上， 使滑轮伸出桌面 B．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的 ． 一端， 一端，连接好电路 C．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑 ．再把一条细绳拴在小车上， 下边挂上合适的钩码， 轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止 释放小车
(3)“图象法”求加速度 “图象法” 以打某计数点为计时起点， 以打某计数点为计时起点，然后利用 vn xn＋xn＋1 求出打各点时的速度， ＝ 2T 求出打各点时的速度，描点得 v-t 图象，v-t 图象的斜率即为加速度． 图象， 图象的斜率即为加速度．
三、实验器材 电磁打点计时器或电火花计时器， 电磁打点计时器或电火花计时器， 一端附 有定滑轮的长木板，纸带，小车，细绳， 有定滑轮的长木板，纸带，小车，细绳， 钩码，刻度尺，导线，电源 钩码，刻度尺，导线，电源.
(3)根据图线可得小车运动的加速度大 根据图线可得小车运动的加速度大 小为________________________m/s2. 小为
【解析】 (1)相邻两个计数点间的时间间隔 解析】 相邻两个计数点间的时间间隔 0.1 s xAC 0.05 m/s＝0.25 m/s 所以 vB＝ ＝ ＝ 2×0.1 0.2 × 0.14－0.05 － xCE v CE＝ m/s＝0.45 m/s ＝ ＝ 0.2 2×0.1 ×
(2)甲、 甲 乙两同学计算小球加速度的方法如下： 乙两同学计算小球加速度的方法如下： 甲同学： 甲同学：a1＝(x2－x1)/T2， a2＝(x3－x2)/T2， 2 a3＝(x4－x3)/T ， a ＝(a1＋a2＋a3)/3 乙同学： a a 乙同学： 1＝(x3－x1)/(2T2)， 2＝(x4－x2)/(2T2) ， a ＝(a1＋a2)/2 你认为甲 你认为甲、乙两位同学中计算方法更准确的 是____，加速度值为 ，加速度值为________． ．
5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点 ．选择一条理想的纸带， 迹清晰，适当舍弃点密集部分， 迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计 数点(注意计数点与计时点的区别 注意计数点与计时点的区别)， 数点 注意计数点与计时点的区别 ，弄清楚 所选的时间间隔T等于多少 等于多少． 所选的时间间隔 等于多少． 6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸 ．每打好一条纸带， 换个位置，以保证打点清晰(注意此项只对于 换个位置，以保证打点清晰 注意此项只对于 电磁打点计时器)． 电磁打点计时器 ．
2． ． 若纸带上相邻点间的位移差 xn＋1－xn＝0， ， 则物体做匀速运动； 则物体做匀速运动；若 xn＋1－xn＝C(非零常 非零常 数)，则物体做匀变速直线运动． ，则物体做匀变速直线运动．
3．由纸带求速度、加速度的方法 ．由纸带求速度、 (1)“平均速度法”求速度 “平均速度法” 做匀变速直线运动的物体在某段时间内的 平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时 xn＋xn＋1 速度， 如图所示． 速度，即 vn＝ ，如图所示． 2T
二、实验原理 1．电磁打点计时器和电火花计时器都是使 ． 用交流电源的计时仪器， 用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的 工作电压是4 ～ ， 工作电压是 V～6 V，电火花计时器的工作 电压是220 V．当电源频率是 Hz时，它每 电压是 ．当电源频率是50 时 打一次点． 隔0.02 s打一次点． 打一次点
(2)“逐差法”求加速度 “逐差法” 设相邻相同时间(T)内的位移分别为 设相邻相同时间 内的位移分别为 x1、x2、 x3…x6，则 x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝x6 －x5＝aT2 x4－x1＝3a1T2 x5－x2＝3a2T2 x6－x3＝3a3T2 x4－x1 x5－x2 x6－x3 a1＝ 2 ，a2＝ 2 ，a3＝ 3T 3T 3T2 a1＋a2＋a3 再算出 a1、a2、a3 的平均值 a＝ ＝ ＝ 3 (x6＋x5＋x4)－(x3＋x2＋x1) 9T2 即为所求物体运动的平均加速度． 即为所求物体运动的平均加速度．
四、实验步骤 1．把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上， ．把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上， 并使滑轮伸出桌面．把打点计时器固定在长木板 并使滑轮伸出桌面． 上没有滑轮的一端，连接好电路． 上没有滑轮的一端，连接好电路． 2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，并 ．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮， 在细绳的另一端挂上合适的钩码， 在细绳的另一端挂上合适的钩码，放手后小车能 在木板上平稳地加速滑行． 在木板上平稳地加速滑行．将纸带穿过打点计时 并把纸带的一端固定在小车的后面． 器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
六、误差分析 1．小车拉着纸带所做的加速运动中加速度 ． 不恒定， 不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测 量段的平均加速度． 量段的平均加速度． 2．纸带运动时打点不稳定引起测量误差． ．纸带运动时打点不稳定引起测量误差． 3．纸带上计数点间距离测量带来偶然误差 ． (如距离较小时的测量误差 ． 如距离较小时的测量误差)． 如距离较小时的测量误差
(2)用逐差法求加速度可以减少实验误差， 用逐差法求加速度可以减少实验误差， 用逐差法求加速度可以减少实验误差 故乙同学计算方法更准确． 故乙同学计算方法更准确． (10.40－8.20) － ) a 1＝ cm/s2＝1.10 m/s2； 2 2×0.1 × (11.50－9.30) － ) a 2＝ cm/s2＝1.10 m/s2； 2×0.12 × a ＝(a1＋a2)/2＝1.10 m/s . ＝
1 一个小球沿斜面向下运动， s 曝光一 一个小球沿斜面向下运动，用每隔 10 次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片， 次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片， 如图所示， 如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像 1 ， 之间的时间间隔为10 s，测得小球在几个连续 相等时间内位移数据见表． 相等时间内位移数据见表．
7．不要分段测量各段位移，应一次测出各计数 ．不要分段测量各段位移， 点与第0个计数点的距离，再逐个计算x1、x2、 点与第 个计数点的距离，再逐个计算 个计数点的距离 x3…，读数时应估读到 ，读数时应估读到0.1 mm. 8．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是： ．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是： (1)细绳尽可能与板面保持平行；(2)滑轮和车轮 细绳尽可能与板面保持平行； 滑轮和车轮 细绳尽可能与板面保持平行 灵活； 长木板表面粗糙程度 长木板表面粗糙程度、 灵活；(3)长木板表面粗糙程度、纸带与打点计 时器之间的摩擦基本保持一致． 时器之间的摩擦基本保持一致．
3．把小车停在打点计时器处，接通电源后， ．把小车停在打点计时器处，接通电源后， 放开小车，让小车拖着纸带运动， 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小点．换上新纸带， 就在纸带上打下一系列小点．换上新纸带，重 复实验三次． 复实验三次． 4．选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较 ．选择一条比较理想的纸带， 密集的点，确定计数点并标记． 密集的点，确定计数点并标记．为了测量方便 和减少误差， 和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为 时间的单位， 时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间 的单位，就是T＝ 的单位，就是 ＝0.02 s×5＝0.1 s． × ＝ ．
在选好的开始点下标明0， 在选好的开始点下标明 ，在第六点下面标 明1，在第十一点下面标明 ，在第十六点下 ，在第十一点下面标明2， 面标明3…，点0、1、2、3…叫做计数点，如 叫做计数点， 面标明 ， 、 、 、 叫做计数点 图所示，两个相邻计数点间的距离分别是x 图所示，两个相邻计数点间的距离分别是 1、 x2、x3…
x1/cm 8.20
x2/cm 9.30
x3/cm 10.40
x4/cm 11.50
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差 小球在相邻的相等时间内的位移差 ________(填“相等 或“不相等 ，小球运动 相等”或 不相等 不相等”)， 填 相等 的性质属________直线运动． 直线运动． 的性质属 直线运动
4．计数点间距离测量应从所标出的0、1、2、 ．计数点间距离测量应从所标出的 、 、 、 3…中的 点开始，分别测出0～1、0～2、0～ 中的0点开始，分别测出 ～ 、 ～ 、 ～ 中的 点开始 3…之间的距离，然后计算 ～1、1～2,2～3…间 之间的距离， 之间的距离 然后计算0～ 、 ～ ～ 间 的距离分别表示为x 的距离分别表示为 1、x2、x3…，这样可以减小 ， 因测量带来的偶然误差． 因测量带来的偶然误差． 5．小车运动中受摩擦力变化产生误差． ．小车运动中受摩擦力变化产生误差．
【答案】 (1)相等 答案】 相等 (2)乙 1.10 m/s2 乙 匀加速
2
研究匀变速直线运动”的实验中， 在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点 计时器使用的交流电的频率为 50 Hz， ， 记录小 车做匀变速运动的纸带如图所示， 车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上 选择 6 个计数点 A、B、C、D、E、F，相邻 、 、 、 、 、 ， 两计数点之间还有四个点未画出， 两计数点之间还有四个点未画出，其他各点 到 A 点距离依次是 2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、 、 、 、 14.0 cm 、20.0 cm.
(1)根据学过的知识可以求出小车在 B 点的 根据学过的知识可以求出小车在 CE 速度大小为 vB＝________m/s， 间的平均 ， 速度大小为______m/s； 速度大小为 ； (2)以打 B 点时为计时起点，建立 v-t 坐标系 以打 点时为计时起点， 如图所示， 如图所示，请在图中作出小车运动的速度与 时间的关系图线； 时间的关系图线；
【解析】 (1)x2－x1＝9.30 cm－8.20 cm＝ 解析】 － ＝ 1.10 cm； ； x3－x2＝10.40 cm－9.30 cm＝1.10 cm； － ＝ ； x4－x3＝11.50 cm－10.40 cm＝1.10 cm. － ＝ 由以上可以得出， 由以上可以得出， 小球在相邻的相等时间内 的位移差相等， 恒量)， 的位移差相等，即 ∆x＝K(恒量 ，所以小球 ＝ 恒量 的运动性质属匀加速直线运动． 的运动性质属匀加速直线运动．
实验一
研究匀变速直线运动
一、实验目的 1．练习使用电磁打点计时器或电火花计时器， ．练习用电磁打点计时器或电火花计时器， 学会用打上点的纸带研究物体的运动情况． 学会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． 3．测出匀变速直线运动的加速度． ．测出匀变速直线运动的加速度．
5．用毫米刻度尺测量x1、x2、x3…的长度， ．用毫米刻度尺测量 的长度， 的长度 把测量结果记录下来． 把测量结果记录下来． 6．根据测量结果，利用“实验原理”中给 ．根据测量结果，利用“实验原理” 出的公式算出加速度并求出平均值． 出的公式算出加速度并求出平均值．
五、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计 ．开始释放小车时， 时器． 时器． 2．应该先接通电源，再释放小车，当小车 ．应该先接通电源，再释放小车， 到达滑轮前及时用手按住． 到达滑轮前及时用手按住． 3．先断开电源，再取下纸带． ．先断开电源，再取下纸带． 4．对于电磁打点计时器，如打出的点较轻 ．对于电磁打点计时器， 或是短线时，应调整振针距复写纸的高度． 或是短线时，应调整振针距复写纸的高度．