[原创]2018年《南方新高考·高考总复习》物理 专题一 实验一 研究匀变速直线运动[配套课件]
南方新课堂届高考物理一轮实验一研究匀变速直线运动PPT课件
图 S1-6 (3)根据图线可得小车运动的加速度为______m/s2.
4.实验技巧 (1)纸带选择:从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹 清晰的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取 一个开始点 O 作为基准点,然后每 5 个点取一个计数点(或者说 每隔 4 个点取一个计数点)A、B、C、……这样做的好处是相邻 记数点间的时间间隔是 0.1 s,便于计算,并测出相邻计数点间 的距离 s1、s2、s3 …… (2)判断物体运动的性质:利用 s1、s2、s3……可以计算相邻 相等时间内的位移差 s2-s1、s3-s2、s4-s3……如果各Δs 的差
图 S1-3
图 S1-4 (1)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带 A 的是____乙____. (2)打 A 纸带时,物体的加速度大小是___3_._1_1__m/s2 (3)打点记时器打 A 纸带 1 号计数点时小车的速度为 ___0_._4_6__(保留两位有效数字) 解析:(1)根据匀变速直线运动的特点,可知 s12-s01=s34 -s23=s23-s12,可得 s34=3s12-2s01=3×6.11 cm-2×3.00 cm =12.33 cm,显然乙纸带最接近.(2)根据Δs=aΔT2求解.(3)计 数点 1 的瞬时速度等于 0~2 这两点间的平均速度.
速度时,得到了在不同拉力下的 A、B、C、D 等几条较为理想 的纸带,并在纸带上每 5 个点取一个计数点,即相邻两计数点 间的时间间隔为 0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为 0、1、2、 3、4、5…….如图 S1-3 所示甲、乙、丙三段纸带,分别是从 三条不同纸带 A 上撕下的,其中一条纸带 A 如图 S1-4 所示.
高考物理备考:专题练习卷---实验:研究匀变速直线运动(解析版)
高考物理备考:专题练习卷---实验:研究匀变速直线运动1.一个同学在研究小球自由落体运动时,用闪频照相连续记录下小球的位置如图所示,已 知闪光周期为130 s ,测得x 1=7.68 cm ,x 3=12.00 cm ,通过计算可得小球运动的加速度是________ m/s 2,图中x 2是________ cm.(结果保留3位有效数字)【答案】 9.72 9.84【解析】 根据逐差法可得a 1=x 3-x 22T 2,a 2=x 2-x 12T 2,求平均值可得a =x 3-x 14T 2=9.72 m/s 2,根据a =x 2-x 12T 2得x 2=9.84 cm.2.(2018·高考全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间.实验步骤如下: (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端,让木尺自然下垂.乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺.(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子.若夹住尺子的位置刻度为L 1,重力加速度大小为g ,则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示).(3)已知当地的重力加速度大小为g =9.80 m/s 2,L =30.0 cm ,L 1=10.4 cm.乙的反应时间为________ s .(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:______________________________.【答案】:(2)2(L -L 1)g(3)0.20 (4)多次测量取平均值,直尺尽可能保持竖直方向的运动,乙手指尽量靠近直尺但不能接触(写出任意一条即可)【解析】:(2)直尺释放之后做自由落体运动, 由h =12gt 2得t =2h g =2(L -L 1)g.(3)将数据代入上式得t =0.20 s.(4)多次测量取平均值,直尺尽可能保持竖直方向的运动,乙手指尽量靠近直尺但不能接触等.3.(2019·重庆市南开中学月考)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力 加速度(图甲).在钢条下落过程中,钢条挡住光源发出的光时,计时器开始计时,透光时停止计时,若再次挡光,计时器将重新开始计时.实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A 高于光控开关),由静止释放,测得先后两段挡光时间t 1和t 2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度,其中AB 的长度如图乙所示,其值为________ mm.(2)该同学利用v AB =AB t 1及v AC =ACt 1+t 2,求出v AB 、v AC ,再利用测量的时间t 1和t 2,可得到重力加速度的表达式为________(用v AB 、v AC 及给出的时间表示);若狭缝宽度不能忽略,则测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”). 【答案】:(1)74.3 (2)2(v AC -v AB )t 2偏大【解析】:(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为0.1×3 mm =0.3 mm ,所以最终读数为:74 mm +0.3 mm =74.3 mm. (2)该同学利用v AB =AB t 1,v AC =ACt 1+t 2,根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度,重力加速度为g=v AC-v ABt1+t2 2-t12=2(v AC-v AB)t2.若狭缝宽度不能忽略,A到C的实际时间大于t1+t2,所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大.4.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.现利用如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1.0×10-2s和4.0×10-3s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度d,其示数如图丙所示.(1)滑块的宽度d=________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1=________m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=________m/s.(结果保留两位有效数字).(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将________的宽度减小一些.【答案】(1)1.010(2)1.0 2.5(3)平均速度滑块【解析】(1)d=10 mm+0.05 mm×2=10.10 mm=1.010 cm.(2)v1=dt1=1.010×10-21.0×10-2m/s≈1.0 m/s,v2=dt2=1.010×10-24.0×10-3m/s≈2.5 m/s.(3)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些.5.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)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【解析】:(1)小张制作的装置相当于打点计时器.(2)相邻两点间的距离如表所示.可以看出,开始时相邻两点间的距离是逐渐变大的,后面两点间的距离基本上保持不变,说明开始时小车先做加速运动,后做匀速运动.再进一步分析做加速运动时加速度的变化,相邻两点间距离的差值如表所示.可以看出,刚开始时相邻两点间距离差在逐渐变小,说明小车的加速度在逐渐减小,所以小车先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动.(3)要测量小车做匀速运动时的速度,还必须知道相邻两墨水滴滴下的时间间隔T,要测量时间间隔需要用秒表.测量方法是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,注意n不可太小,一般取30滴以上.6.某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图a).在钢条下落过程中,钢条挡住光源发出的光时,计时器开始计时,透光时停止计时,若再次挡光,计时器将重新开始计时.实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关),由静止释放,测得先后两段挡光时间t1和t2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度,其中AB 的长度如图b 所示,其值为________mm.(2)该同学利用v -AB =AB t 1及v -AC =AC t 1+t 2,求出v -AB 、v -AC ,再利用测量的时间t 1和t 2,可得到重力加速度的表达式为____________________(用v -AB ,v -AC 及给出的时间表示);若狭缝宽度不能忽略,则测量值比真实值________(“偏大”或“偏小”).【答案】:(1)74.3 (2)g =2(v -AC -v -AB )t 2偏大【解析】:(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标尺读数为0.1×3 mm =0.3 mm ,所以最终读数为:74 mm +0.3 mm =74.3 mm.(2)该同学利用v -AB =AB t 1,v -AC =AC t 1+t 2,根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度,重力加速度为g =v -AC -v -AB t 1+t 22-t 12=2(v -AC -v -AB )t 2.若狭缝宽度不能忽略,A 到C 的实际时间大于t 1+t 2.所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大.7.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端滑下时,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x ,记下相应的t 值,所得数据如表中所示.完成下列填空和作图:(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 t 、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________;(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 =__________ m/s 2(保留2位有效数字).【答案】:(1)x t =-12at +v t (或x =-12at 2+v t t )(2)见解析图 (3)2.0【解析】:(1)沿斜面向下是匀加速运动,反过来也可以看成是初速度为v t 的沿斜面向上的匀减速运动,由位移公式有x =v t t -12at 2.由于要画x t -t 图象,所以可将上式变形得x t =-a2t+v t .(2)xt-t 图线如图所示.(3)由x t =-a 2t +v t 可知图象的斜率k =-a 2,所以a =-2k =-2×(1.22-1.71)0.78-0.29m/s 2=2.0 m/s 2.8.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4.0×10-3 s .用精度为0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度d ,其示数如图丙所示.(1)滑块的宽度d =________ cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v 1=________ m/s ,滑块通过光电门2时的速度v 2=________ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将________的宽度减小一些. 【答案】(1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度 滑块 【解析】(1)d =10 mm +0.05 mm×2=10.10 mm =1.010 cm. (2)v 1=d t 1=1.010×10-21.0×10-2m/s =1.0 m/s v 2=d t 2=1.010×10-24.0×10-3m/s =2.5 m/s (3)v 1、v 2实质上是通过光电门1和2时的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些.9.(2019·四省名校高三第二次联考)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。
南方新高考高考物理一轮总复习 专题一 实验一 研究匀
实验分析 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)用作图法作出的 v-t 图象并不是一条直线. (4)木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度 只能是所测量段的平均加速度.
【基础检测】 (2014 年广东十校联考)如图 S1-5 甲所示为用打点计时器记
(6)增减所挂的钩码数,再做两次实验.
数据处理 (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 S1-3 可以看到,描出的几个点都大致落在一条直线上.
图 S1-3 (2)作一条直线,使同一次实验得到的点尽量落到这条直线 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.
(5)打点计时器不能连续工作太长时间,纸带拉出后应立即 关闭电源.
【考点练透】
1.(多选)有关电磁打点计时器的操作,错.误.的是( ) A.直接接 220 V 交流电源 B.在拉动纸带前一小段时间接通电源 C.在拉动纸带后的瞬间接通电源 D.纸带拉出后应立即关闭电源 答案:AC
2.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点
图 S1-2
位置编号
01 2 3 4 5
时间t/s
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
相邻两计数点间的距离 x/m
计数点的速度v/(m·s-1)
(5)应用做匀变速直线运动的物体某一段时间内的_平__均__速__度_
等于这段时间内中间时刻的__瞬__时__速__度__求得各计数点对应时刻
的瞬时速度.
实验一 研究匀变速直线运动
实验准备 实验目的
(1)练习使用打点计时器,学会用纸带上的点来分析物体的 运动.
南方新高考高考物理大一轮复习 实验一 研究匀变速直线运动课时作业
实验一研究匀变速直线运动一、单项选择题1.如图KS11所示为打点计时器记录一辆做匀加速直线运动的小车的纸带一部分,D1是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10 cm/s2,则该计时器的打点频率是( )图KS11A.10 Hz B.20 Hz C.30 Hz D.40 Hz2.一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动的加速度”的实验时,纸带上打出的不是圆点,而是如图KS12所示的一些短线,这可能是因为( )图KS12A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.打点针压得过紧3.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz),得到如图KS13所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )图KS13A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s二、多项选择题4.由打点计时器打出的纸带可以直接得到(可直接测量得到,而不需经过计算)的物理量是( )A.时间间隔 B.位移C.加速度 D.平均速度三、非选择题5.(2014年广东汕头金山中学摸底)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的周期T=0.02 s),得到如图KS14所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来.则相邻两个计数点间的时间间隔为______s,计数点B对应的速率的表达式为v B=_____________,小车的加速度的表达式为a=________________.图KS146.(2014年大纲卷)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KS15所示.拍摄时频闪频率是 10 Hz ;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x 1、x 2、x 3、x 4.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g 取9.80 m/s 2.图KS15单位:cm(1)物块的加速度a =__________m/s 2(计算结果保留3位有效数字). (2)因为__________________________,可知斜面是粗糙的.7.(2016年山东临邑一中月考)利用如图KS16所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化.当一个带有遮光片的滑块自斜面上匀加速滑下时,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 ,改变光电门乙的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始滑下,并用米尺测量甲、乙光电门之间的距离x ,记下相应的x 和t 值,所得数据见下表.图KS16(1)v 0,下滑的加速度为a .则v 0、a 、x 、t 四个物理量之间满足的关系式是:________________________.(2)根据表中给出的数据,在如图KS17所示的坐标纸上画出x tt 图线.图KS17(3)由(2)中所画出的x tt 图象,得出滑块加速度大小为a =________m/s 2,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=________.(g 取10 m/s 2,计算结果保留3位有效数字)8.(2015年河南、山西、河北模拟)物理小组的同学用如图KS18所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点),小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜.实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t ,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h .图KS18图KS19(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图KS19所示,则小球直径为________cm.(2)改变光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v ,不考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g ,则h 、t 、g 、v 四个物理量之间的关系为h =________.(3)根据实验数据作出h tt 图线,若图线斜率的绝对值为k ,根据图线可求出重力加速度大小为________________________________________________________________________.9.某同学用如图KS110所示的装置来测量当地重力加速度:图KS110(1)下列有关操作的叙述正确的是( )A.安装打点计时器时要注意让上、下限位孔在同一竖直线上B.将打点计时器与直流低压电源连接C.应选择密度大、体积小的重物,释放纸带时让重物靠近打点计时器D.应先释放纸带,然后接通电源(2)实验得到一条纸带,测得各点之间的距离如图KS111所示.已知电源频率为50 Hz,则纸带中相邻两点间的时间间隔是________s;从该纸带可知,重物的加速度大小a=________m/s2(计算结果保留3位有效数字).图KS111(3)请写出本实验产生误差的两个主要原因:①________________________;②______________________.10.研究小车匀加速直线运动的实验装置如图KS112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.甲乙图KS112(1)某同学的部分实验步骤如下: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:____________(填字母代号即可). (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T =________s.(3)计数点6对应的瞬时速度大小计算式为v 6=________(用题中字母表示).(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 =________.实验一 研究匀变速直线运动1.A 解析:做匀变速直线运动的物体在相邻的连续相等时间间隔内的位移差相等且等于at 2.由此可得Δs =at 2=a ⎝⎛⎭⎪⎫10×1f 2,所以f =100a Δs =10 Hz.2.D 3.C 4.AB5.0.10 s 2+s 310T s 3+s 4-s 1+s 2100T26.(1)4.30(2)物块加速度小于g h s=5.88 m/s 2(或物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度) 解析:(1)根据“逐差法”可得物块的加速度为a =x 4+x 3-x 2+x 14T2=+-+-22 m/s 2≈4.30 m/s 2.(2)假设斜面光滑,对物块受力分析可得物块下滑的加速度a ′=g sin θ=g h s=9.80×48.00×10-280.00×10-2 m/s 2=5.88 m/s 2.根据a ′>a 可知斜面是粗糙的.7.(1)x =v 0t +12at 2(2)如图D46所示.(3)1.00 0.462图D468.(1)1.170 (2)-12gt 2+vt (3)2k解析:(1)读数规则为:主尺+游标尺,d =1.1 cm +14×0.05 mm=1.170 cm ;(2)逆向思维,看成是从光电门2到光电门1的匀减速过程,有h =vt -12gt 2;(3)公式变形后有ht=v-12gt ,k =12g ,故g =2k . 9.(1)AC (2)0.02 9.63 (3)①纸带与限位孔的摩擦 ②测量误差解析:(1)B 中应接低压交流电源;D 中应先接通电源再放开纸带,A 、C 正确(2)由T =1f 得T =0.02 s ,a =s 6+s 5-s 4+s 34T2=9.63 m/s 2;(3)①纸带与限位孔的摩擦;②空气阻力的影响;③测量误差.(以上三点答对两点即可)10.(1)DCBA (2)0.1 (3)s 5+s 62T(4)s 4+s 5+s 6-s 1+s 2+s 39T 2。
2018年高考物理考试大纲解读 专题05 实验
专题十三实验考纲原文再现考查方向展示考向1 以弹簧或橡皮筋为纽带的力学实验【样题1】(2015·福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为 cm;(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是。
【答案】(1)6.93 cm (2)A (3)钩码重力超过弹簧弹力范围【解析】(1)由乙图知,读数为14.66cm,所以弹簧伸长14.66–7.73=6.93 cm;考向2 以纸带或光电门为纽带的车板模型【样题2】(2017·北京卷)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母)。
A.直流电源 B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。
测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。
广东省高考考纲要求的物理实验(整理)讲解
高考要求的学生实验(13个)考点编制1、会正确使用的仪器:(读数时注意:量程,最小刻度,是否估读)刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(千分尺)、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表(A mA μA)、电压表、多用电表(“Ω”档使用)、滑动变阻器和电阻箱。
以上各表中不需估读的是:2、①选电学实验仪器的基本原则:安全:不超量程,不超额定值准确:电表——不超量程的情况下尽量使用小量程。
方便:分压、限流电路中滑动变阻器的选择②电路的设计考虑:控制电路“分压、限流”;测量电路“电流表内、外接”测量仪器的选择:电表和滑动变阻器;电表量程的选择(估算)③电学实验操作:注意滑动变阻器的位置,闭合电键时应输出低电压、小电流(分压电路如何,限流电路如何);注意连线3、容易丢失的实验步骤验证牛顿第二定律实验中的平衡摩擦力;验证动量守恒实验中要测两小球质量;验证机械能守恒定律实验中选用第一、二点距离接近2mm的纸带,不用测m;多用电表的欧姆档测量“先换档,后调零”,测量完毕将选择开关置于空档或交流电压最高档;数据处理时多次测量取平均值。
4、理解限制条件的意义验证牛顿第二定律实验中m<<M;这是因为:碰撞中的动量守恒实验中m1>m2;这是因为:5、分析几个实验的误差验证牛顿第二定律实验中图线不过原点或弯曲的原因:伏安法测电阻电流表内外接引起的误差原因:用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻两种电路的误差原因:实验一:研究匀变速直线运动 测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)[实验目的] 1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
[实验原理]1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s 打一次点,纸带上的点表示与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究点间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s 2-s 1=s 3-s 2=……=恒量,即若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的运动为匀变速直线运动。
(完整版)2018最新版本高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)-Word版
高考实验专题复习—力学实验(附参照答案 ) 一、考纲剖析考点考点解读实验一:研究匀变速直线运动实验二:研究弹簧弹力和弹簧伸长的关系实验三:考证力的平行四边形定章实验四:考证牛顿运动定律实验五:研究动能定理实验六:考证机械能守恒定律(选)实验七:研究单摆运动、用单摆测定重力加快度(选)实验八:考证动量守恒定律考纲领求:旨在考察学生实验与研究能力。
能独立达成实验,能明的确验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会察看、剖析实验现象,会记录、办理实验数据,并得出结论,对结论进行剖析和评论;能发现问题、提出问题、并拟订解决方案;能运用已学过的物理知识、实验方法和实验仪器去办理问题,包含简单的设计性实验。
考纲说明: 1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2.要求认识偏差问题在实验中的重要性,认识偏差的概念,知道系统偏差和有时偏差;知道用多次丈量取均匀值的方法减少有时偏差;能在某些实验中剖析偏差的主要根源;不要求计算偏差3.要求知道有效数字的看法,会用有效数字表达直接丈量的结果。
间接丈量的有效数字运算不作要求二、实验分类8 个力学实验实验内容丈量性实验研究匀变速直线运动研究弹簧弹力和弹簧伸长的关系研究性实验研究动能定理研究单摆运动、用单摆测定重力加快度考证力的平行四边形定章考证牛顿运动定律考证性实验考证机械能守恒定律考证动量守恒定律实验要求刻度尺的使用丈量原理、实验方法纸带办理数据的方法:表格、图象理解实验原理(是选择实验仪器、安排实验步骤、控制实验条件、数据办理,偏差剖析等的依照)实验方法:装换,考证和等效思想;偏差剖析(产生原由及减小举措)实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的要点实验,是力学实验的基础,经过娴熟掌握打点计时器的使用,为考证牛顿运动定律、研究动能定理、考证机械能守恒定律做好必需的知识和方法上的准备。
南方新高考2018版高考物理大一轮复习 专题提升七 高考实验题的解题方法和技巧课时作业
专题提升七高考实验题的解题方法和技巧1.图KZ71和图KZ72所示为常用的电压表和电流表的刻度盘,在图KZ71中,若选用的量程为0~15 V,则电表的示数为________;若选用的量程为0~3 V,则电表的示数为________.在图KZ72中,若选用的量程为0~0.6 A,则表的示数为________;若选用的量程为0~3 A,则表的示数为________.图KZ71 图KZ722.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图KZ73甲所示的装置进行实验,实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面,将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点,分别测量OP、OQ的长度为h和s,重复上述实验,分别记录几组实验数据,根据实验数据作出sh关系图象如图乙所示.甲乙图KZ73(1)实验测得A、B的质量分别为m=0.4 kg、M=0.5 kg,根据sh图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=________(计算结果保留1位有效数字).(2)实验过程中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”).3.有一只标值为“2.5 V x W”的小灯泡,其额定功率的标值已模糊不清.某同学想通过测绘灯丝伏安特性曲线的方法来测出该灯泡的额定功率.(1)已知小灯泡的灯丝电阻约为5 Ω,请先在图KZ74甲中补全“伏安法”测量灯丝电阻的电路图,再选择电流表、电压表的合适量程,并按图甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路.甲乙丙图KZ74(2)开关S闭合之前,将图乙中滑动变阻器的滑片应置于________(填“A端”“B端”或“AB正中间”).(3)该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W .4.(2016年广东广州六校联考)(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻R x 的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测.使用多用电表欧姆挡时,将选择开关调到欧姆挡“×10”挡位并调零,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:先将选择开关换成欧姆挡的“________”挡位,将红、黑表笔短接,再进行________,使指针指在欧姆刻度的“0”处;再次测量电阻R x 的阻值时,指针在刻度盘上停留的位置如图KZ75甲所示,则所测量的值为________Ω.甲 乙 丙图KZ75(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:A .电流表(量程0~15 mA ,内阻约0~100 Ω)B .电流表(量程0~0.6 A ,内阻约0~0.5 Ω)C .电阻箱(最大电阻0~99.99 Ω)D .电阻箱(最大电阻0~999.9 Ω)E .电源(电动势0~3 V ,内阻0~0.8 Ω)F .单刀单掷开关2个G .导线若干乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验:①调节电阻箱,使电阻箱有合适的阻值R 1,仅闭合S 1,使电流表有较大的偏转且读数为I ;②调节电阻箱,保持开关S 1闭合,开关S 2闭合,再次调节电阻箱的阻值为R 2,使电流表读数仍为I .a .根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择________(填器材前字母).b .根据实验步骤可知,待测电阻R x =________(用题目所给测量数据表示).(3)利用以上实验电路,闭合S 2调节电阻箱R ,可测量出电流表的内阻R A ,丙同学通过调节电阻箱R ,读出多组R 和I 值,作出了1IR 图象如图丙所示.若图象中纵轴截距为1 A -1,则电流表内阻R A =________Ω.5.太阳能是一种清洁、“绿色”能源.在我国上海举办的2010年世博会上,大量利用了太阳能电池.太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件.某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I U 特性.所用的器材包括:太阳能电池,电源E ,电流表,电压表,滑动变阻器R ,开关S 及导线若干.(1)为了达到上述目的,请将图KZ76甲连成一个完整的实验电路图.(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I U 图象,由图可知,当电压小于2.00 V 时,太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”);当电压为2.80 V 时,太阳能电池的电阻约为________Ω.甲 乙6.(2015年海南卷)某同学利用如图KZ77甲所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化.实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干.甲乙丙图KZ77(1)按如图甲所示的电路原理将图乙中实物图连线.(2)先闭合开关S2,再断开开关S2,闭合开关S1,同时按下秒表开始计时.若某时刻电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为________V(计算结果保留2位小数).(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表所示.在给出的如图KZ78所示的坐标纸上绘出Ut图线,已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是图KZ78(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是:______________________________________.7.利用自由落体运动可测量重力加速度.有两组同学分别利用如图KZ79甲、乙所示的两种实验装置进行了实验,其中图乙中的M为可恢复弹簧片,M与触头接触,开始实验时需要手动敲击M断开电路,使电磁铁失去磁性释放第一个小球,当前一个小球撞击M时后下一个小球被释放.甲乙(1)下列说法正确的有________.A .两种实验都必须使用交流电源B .甲实验利用的公式是Δx =gT 2;乙实验利用的公式是h =12gt 2,所以都需要用秒表测量时间,用刻度尺测量距离C .甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M 的同时按下秒表开始计时D .这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律(2)用如图乙所示的实验装置做实验,测得小球下落的高度H =1.200 m,10个小球下落的总时间t =5.0 s .可求出重力加速度g =________m/s 2(计算结果保留2位有效数字).专题提升七 高考实验题的解题方法和技巧1.10.7 V 2.15 0.16 A 0.80 A2.(1)0.4 (2)偏大解析:(1)在B 下落至落地时,据动能定理有Mgh -μmgh =12(M +m )v 2,在B 落地后,A 运动到Q ,根据动能定理有:-μmgs =0-12mv 2,解得:s =M -μm μM +mh .将M =0.5 kg ,m =0.4 kg 代入得s =5-4μ9μh .从s h 图象得斜率k =0.9,即5-4μ9μ=0.9,代入上式得μ=0.4. (2)滑轮轴的摩擦会导致s 偏小,从而μ偏大.3.(1)电路图如图D97甲所示,实物连线如图乙所示.(2)B 端 (3)1.1甲 乙图D97解析:(1)小灯泡电阻较小,所以,电流表外接,电路图及实物图如图所示;(2)开关S 闭合前,被测电路两端电压应最小,滑片应置于B 端;(3)由图丙知,灯泡两端额定电压为2.5 V 时,电流为I =0.44 A ,所以灯泡的额定功率P =UI =2.5×0.44 W=1.1 W.4.(1)×1 欧姆调零 12 (2)A R 2-R 1 (3)2.2解析:(1)欧姆表使用前首先应进行欧姆调零,即将两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆刻度的“0”处,所测量电阻的值为:R =12.0×1 Ω=12.0 Ω.(2)根据闭合电路欧姆定律可知,通过待测电阻的最大电流为I max =E R x +R A≈27 mA,所以电流表应选A ;b.根据闭合电路欧姆定律,S 2断开时有:E =I (R x +R 1+R A +r )①S 2闭合时有:E =I (R 2+R A +r )②联立①②式解得:R x =R 2-R 1.(3)S 2闭合后,由闭合电路欧姆定律可知:E =I (R +R A +r ),则有:1I =R +R A +r E,则可知图象的纵轴的交点为:R A +r E=1,解得R A =2.2 Ω. 5.(1)如图D98所示 (2)很大 1.0×103解析:(1)实验电路如图D98所示.图D98(2)太阳能电池的电阻:R =U I = 2.802.8×10-3 Ω=1.0×103 Ω. 6.(1)如图所示 (2)3.60 V (3)如图所示 40 s(4)使每次实验前电容器两极板上的电荷相中和解析:(1)根据电路图,实物图连线如图D99所示.图D99(2)电压表的量程为6 V ,分度值为0.1 V ,所以读数为3.60 V.(3)先描点,然后用圆滑的曲线将所描的点连接起来,如图D100所示.图D100从数据中可得出,电压表示数变化得越来越慢,而从40 s 到50 s 之间数据变化又突然快了,所以该数据对应表中的时间为40 s.(4)电路中C 、R 2和S 2构成的回路,先闭合开关S 2,再断开开关S 2,使电容器上所带电荷量释放干净,不影响实验.7.(1)CD (2)9.6解析:(1)只有打点计时器必须要接交流电源,所以选项A 错误.甲实验不需要用秒表测量时间,所以选项B 错误.甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M 的同时按下秒表开始计时,选项C 正确.两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律,选项D 正确.(2)由H =12gt 2,得g =2H t 2,代入数据得g =9.6 m/s 2.。
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广东高考物理实验总结复习讲义(一)验证力的平等四边形定则1:目的:验证平行四边形法则。
2.器材:方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,图钉几个。
3.主要测量:a.用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长,绳的结点到达某点O。
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
b.用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录:弹簧秤的拉力大小F及方向。
4.作图:刻度尺、三角板5.减小误差的方法:a.测力计使用前要校准零点。
b.方木板应水平放置。
c.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.d.两个分力和合力都应尽可能大些.e.拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.f.两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜(二)验证动量守恒定律1.原理:两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/本实验在误差允许的范围内验证上式成立。
两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度:OP-----m1以v1平抛时的水平射程OM----m1以v1'平抛时的水平射程O'N-----m2以V2'平抛时的水平射程验证的表达式:m1OP=m1OM+m2O/N2.实验仪器:斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
3.实验条件:a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2)b.入射球半径等于被碰球半径c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
南方新高考2018版高考物理大一轮复习 实验一 研究匀变速直线运动课时作业
实验一研究匀变速直线运动一、单项选择题1.如图KS11所示为打点计时器记录一辆做匀加速直线运动的小车的纸带一部分,D1是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10 cm/s2,则该计时器的打点频率是( )图KS11A.10 Hz B.20 Hz C.30 Hz D.40 Hz2.一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动的加速度”的实验时,纸带上打出的不是圆点,而是如图KS12所示的一些短线,这可能是因为( )图KS12A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.打点针压得过紧3.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz),得到如图KS13所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )图KS13A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s二、多项选择题4.由打点计时器打出的纸带可以直接得到(可直接测量得到,而不需经过计算)的物理量是( )A.时间间隔 B.位移C.加速度 D.平均速度三、非选择题5.(2014年广东汕头金山中学摸底)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的周期T=0.02 s),得到如图KS14所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来.则相邻两个计数点间的时间间隔为______s,计数点B对应的速率的表达式为v B=_____________,小车的加速度的表达式为a=________________.图KS146.(2014年大纲卷)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KS15所示.拍摄时频闪频率是 10 Hz ;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x 1、x 2、x 3、x 4.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g 取9.80 m/s 2.图KS15单位:cm(1)物块的加速度a =__________m/s 2(计算结果保留3位有效数字). (2)因为__________________________,可知斜面是粗糙的.7.(2016年山东临邑一中月考)利用如图KS16所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化.当一个带有遮光片的滑块自斜面上匀加速滑下时,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 ,改变光电门乙的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始滑下,并用米尺测量甲、乙光电门之间的距离x ,记下相应的x 和t 值,所得数据见下表.图KS16(1)v 0,下滑的加速度为a .则v 0、a 、x 、t 四个物理量之间满足的关系式是:________________________.(2)根据表中给出的数据,在如图KS17所示的坐标纸上画出x tt 图线.图KS17(3)由(2)中所画出的x tt 图象,得出滑块加速度大小为a =________m/s 2,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=________.(g 取10 m/s 2,计算结果保留3位有效数字)8.(2015年河南、山西、河北模拟)物理小组的同学用如图KS18所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点),小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜.实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t ,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h .图KS18图KS19(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图KS19所示,则小球直径为________cm.(2)改变光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v ,不考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g ,则h 、t 、g 、v 四个物理量之间的关系为h =________.(3)根据实验数据作出h tt 图线,若图线斜率的绝对值为k ,根据图线可求出重力加速度大小为________________________________________________________________________.9.某同学用如图KS110所示的装置来测量当地重力加速度:图KS110(1)下列有关操作的叙述正确的是( )A.安装打点计时器时要注意让上、下限位孔在同一竖直线上B.将打点计时器与直流低压电源连接C.应选择密度大、体积小的重物,释放纸带时让重物靠近打点计时器D.应先释放纸带,然后接通电源(2)实验得到一条纸带,测得各点之间的距离如图KS111所示.已知电源频率为50 Hz,则纸带中相邻两点间的时间间隔是________s;从该纸带可知,重物的加速度大小a=________m/s2(计算结果保留3位有效数字).图KS111(3)请写出本实验产生误差的两个主要原因:①________________________;②______________________.10.研究小车匀加速直线运动的实验装置如图KS112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.甲乙图KS112(1)某同学的部分实验步骤如下: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:____________(填字母代号即可). (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T =________s.(3)计数点6对应的瞬时速度大小计算式为v 6=________(用题中字母表示).(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 =________.实验一 研究匀变速直线运动1.A 解析:做匀变速直线运动的物体在相邻的连续相等时间间隔内的位移差相等且等于at 2.由此可得Δs =at 2=a ⎝⎛⎭⎪⎫10×1f 2,所以f =100a Δs =10 Hz.2.D 3.C 4.AB5.0.10 s 2+s 310T s 3+s 4-s 1+s 2100T26.(1)4.30(2)物块加速度小于g h s=5.88 m/s 2(或物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度) 解析:(1)根据“逐差法”可得物块的加速度为a =x 4+x 3-x 2+x 14T2=+-+-22 m/s 2≈4.30 m/s 2.(2)假设斜面光滑,对物块受力分析可得物块下滑的加速度a ′=g sin θ=g h s=9.80×48.00×10-280.00×10-2 m/s 2=5.88 m/s 2.根据a ′>a 可知斜面是粗糙的.7.(1)x =v 0t +12at 2(2)如图D46所示.(3)1.00 0.462图D468.(1)1.170 (2)-12gt 2+vt (3)2k解析:(1)读数规则为:主尺+游标尺,d =1.1 cm +14×0.05 mm=1.170 cm ;(2)逆向思维,看成是从光电门2到光电门1的匀减速过程,有h =vt -12gt 2;(3)公式变形后有ht=v-12gt ,k =12g ,故g =2k . 9.(1)AC (2)0.02 9.63 (3)①纸带与限位孔的摩擦 ②测量误差解析:(1)B 中应接低压交流电源;D 中应先接通电源再放开纸带,A 、C 正确(2)由T =1f 得T =0.02 s ,a =s 6+s 5-s 4+s 34T2=9.63 m/s 2;(3)①纸带与限位孔的摩擦;②空气阻力的影响;③测量误差.(以上三点答对两点即可)10.(1)DCBA (2)0.1 (3)s 5+s 62T(4)s 4+s 5+s 6-s 1+s 2+s 39T 2。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档:实验一 研究匀变速直线运动含答案
实验一研究匀变速直线运动1。
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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。
2。
实验原理图13。
实验步骤(1)按照如图1所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,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,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进行测量分析。
4。
注意事项(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.(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,防止钩码落地及小车与滑轮相撞。
(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,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。
1.数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等。
(2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质。
②利用逐差法求解平均加速度a1=错误!,a2=错误!,a3=错误!⇒a=错误!=错误!③利用平均速度求瞬时速度:v n=错误!=错误!④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度-时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;b。
剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。
2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3…x n是相邻两计数点间的距离。
(2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2…。
(3)T是相邻两计数点间的时间间隔:T=0.02n(打点计时器的频率为50 Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx=aT2,只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等。
南方新高考高考物理大一轮复习专题提升七高考实验题的解题方法和技巧课件
甲
乙
图 Z7-4
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(2)实验中,该同学(tóng xué)移动滑动变阻器滑片,读出电和压表
的示数 U1、U2 数据如下表所示.请根据表格中的数据在下面
的虚线框内画出 U2-U1 的关系图线.
解析:(1)由图可知,主尺刻度为 8 mm,游标对齐的刻度 为 10,故读数为:8 mm+10×0.05 mm=8.50 mm=0.850 cm.
(2)若减小的重力势能等于增加的动能(dòngnéng)时,可以认为机械能
守恒(shǒu hénɡ),则有
mgh=12mv2B-12mv2A 即 gh=12dt2B2-12dt2A2.
开关 S、导线若干.
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(1)定值电阻应选(yīnɡ xuǎn)________,滑动变阻器应选(yīnɡ xuǎn)___
写器材(qìcái)字母符号)
(2)画出设计(shèjì)的实验电路图.
(3)用已知的量和实验中测得的量表示待测电阻 Rx=_____ ________.
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(2)欧姆表测的是外电路的电阻(diànzǔ),当电流表
的示数是 114
的总电阻(diànzǔ) R μ1A14时×,1滑0动2-46变××阻1器907接-03入0+ 电路3部00分 和Ω电=流4表7.5 Ω.所以外电路的总电阻 R 外=
10000×47.5 10000+47.5
I2-I1
I1
R1
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2.创新(chuàngxīn)探究型
例 5:(2016 年山东青岛模拟)某实验(shíyàn)小组利用如图 Z7-8 甲 所示的实验(shíyàn)装置验证机械能守恒定律.小钢球自由下落过程中, 计时装置测出小钢球先后通过光电门 A、B 的时间分别为 tA、tB , 用小钢球通过光电门 A、B 的平均速度表示钢球球心通过光电 门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为 h,当地的重力加速度
高三物理第一轮复习:实验:研究匀变速直线运动及高考物理实验题选讲粤教版知识精讲
高三物理第一轮复习:实验:研究匀变速直线运动与高考物理实验题选讲粤教版【本讲教育信息】一. 教学内容:1. 研究匀变速直线运动2. 高考物理实验题选讲二. 具体过程:【要点扫描】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〕,因此纸带上的点就表示和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上的点之间的间隔,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:如下列图,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,S1、S2、S3……为相邻两计数点间的距离。
假设=……=C〔恒量〕,即假设两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量。
如此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〔T为相邻两计数点间的时间间隔〕求出a1=214 T 3ss-、a2=225T 3ss-、a3=236T 3ss-,再求a1、a2、a3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。
【规律方法】例1. 某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz。
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,所以测量数据与其标记符号如图乙所示。
甲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,2121T S S g -=,2232T S S g -=……,,2565TS S g -=取平均值g=8.667 m/s 2; 方法B :由,32141T S S g -=,32252T S S g -=,32363TS S g -=取平均值g=8.673 m/s 2。
从数据处理方法看,在S 1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6中,对实验结果起作用的,方法A 中有__________;方法B 中有__________。
南方新高考2018版高考物理大一轮复习 实验十四、十五、十六课时作业
实验十四、十五、十六非选择题1.根据单摆周期公式T =2πl g,可以通过实验测量当地的重力加速度.如图KS141甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为________mm .图KS141(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________.A .摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些B .摆球尽量选择质量大些、体积小些的C .为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度D .拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔Δt 即为单摆周期TE .拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间Δt ,则单摆周期T =Δt 502.(2015年天津卷)某同学利用单摆测量重力加速度.①为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是( )图KS142A .组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B .组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C .实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D .摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大②如图KS142所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1 m 的单摆,实验时,由于仅有量程为20 cm 、精度为1 mm 的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T 1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆周期T 2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL ,用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=____________.3.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图KS143所示,他进行的主要步骤是:A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d.B.先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC.C.将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置.D.调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2.则:(1)小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n=________.(2)关于上述实验,以下说法正确的是________.A.在∠BOC的范围内,改变入射光线PO的入射角,直尺MN上可能只出现一个亮点B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角图KS143图KS1444.如图KS144所示,在双缝干涉实验中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P点的路程差Δs=1.5×10-6 m.(1)当S为λ=0.6 μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹.(2)当S为λ=0.5 μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹.(均选填“亮”或“暗”)5.在观察光的双缝干涉现象的实验中:(1)将激光束照在如图KS145乙所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图甲中的________.A B C D甲乙图KS145(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将________;保持双缝间隙不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________.(填“变宽”“变窄”或“不变”).6.(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图KS146甲、乙所示.测量方法正确的是________(填“甲”或“乙”).甲乙图KS146(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图KS147甲所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为________.若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将________(填“变大”“不变”或“变小”),图乙中的Δt将________(填“变大”“不变”或“变小”).甲乙图KS1477.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率.开始时玻璃砖的位置如图KS148中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像.如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失.此时只需测量出__________________,即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量值表示出折射率:________.图KS1488.利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距d=0.4 mm,双缝到光屏间的距离l =0.5 m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图KS149所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出,则:图KS149(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A=__________mm,x B=________mm,相邻两条纹间距Δx=________mm.(2)波长的表达式λ=________(用Δx、l、d表示),该单色光的波长λ=________m.(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”).9.下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据:(1)图KS1410(2)利用图象,取T 2=4.2 s 2时,l =__________m ,重力加速度g =__________m/s 2.(计算结果保留3位有效数字)10.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件,要把它们放在如图KS1411所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.图KS1411(1)将白光光源C 放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、________、________、________、A .(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意________________________、________________________和______________________.实验十四、十五、十六1.(1)18.6 (2)ABE2.①BC ②4π2ΔL T 21-T 22解析:①为了减小空气阻力的误差选用密度大,体积小的小球,A 错误.如果振幅过大(大于10°)小球的运动不是简谐运动,所以误差较大,D 错误.要求小球在运动过程中摆长不变,且是单摆,而不能是圆锥摆,故选BC.②T 21=4π2L 1g 同理得T 22=4π2L 2g两式相减可得g =4π2ΔL T 21-T 223.(1)d 2+4x 22d 2+4x 21(2)ABD 解析:(1)设光线在AB 面上的入射角为α,折射角为β,根据几何关系有:sin α=d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22+x 22,sin β=d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22+x 21,则折射率n =sin βsin α=d 2+4x 22d 2+4x 21. (2)当入射角大于等于发生全反射的临界角时,只有反射没有折射,则直尺MN 上只出现一个亮点,故A 正确.光从玻璃射入真空,折射角大于入射角,通过几何关系知,x 1<x 2,故B 正确,C 错误.减小入射角,则折射角减小,x 1增大,故D 正确.4.(1)暗 (2)亮解析:(1)由题意,当λ=0.6 μm 时,Δs =2λ+12λ,为半波长的奇数倍,故P 点为暗条纹.(2)当λ=0.5 μm 时,Δs =3λ,为半波长的偶数倍,故这时P 点将形成亮条纹.5.(1)A (2)变宽 变窄解析:(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A 图正确;(2)根据Δx =l dλ知,双缝间的距离d 减小时,条纹间距变宽,当双缝到屏的距离l 减小时,条纹间距变窄.6.(1)乙 (2)2t 0 变大 变大解析:(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量,正确的是图乙.(2)一个周期内小球应该两次经过最低点,使光敏电阻的阻值发生变化,故周期为t 1+2t 0-t 1=2t 0;小球的直径变大后,摆长变长,周期变大;同时小球直径变大后使得每次经过最低点时摆球的挡光的时间变长,即Δt 变大.7.玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ n =1sin θ解析:由题意可知,当玻璃砖转过某一角度θ时,刚好发生全反射,在直径边一侧观察不到P 1、P 2的像,作出如图D125所示的光路图可知,当转过角度θ时有n =1sin θ. 图D1258.(1)11.1 15.6 0.75 (2)d l Δx 6.0×10-7 (3)变小解析:(1)游标卡尺读数时:一要注意精确度,二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数;二要注意单位,无论是主尺还是游标尺读数都要以mm 为单位读取,本题还要注意主尺上的数字的单位是cm ,不是mm.由题图可知x A =11.1 mm ,x B =15.6 mm ,Δx =16×(15.6-11.1) mm =0.75 mm. (2)由Δx =l dλ得λ=d l Δx =0.4×10-30.5×0.75×10-3m =6.0×10-7m.(3)从Δx =l d λ可知,波长越长的光,干涉条纹间距越大,根据频率、光速与波长的关系可知,频率越大的光,波长越短,所以干涉条纹间距越小.9.(1)如图D126所示 (2)1.05 9.86解析:由T =2πl g 得l =g 4π2T 2,所以图象是过原点且斜率为g 4π2的一条直线. (1)l T 2图象如图D126所示.图D126(2)T 2=4.2 s 2时,从图中可读出其摆长l =1.05 m ,将T 2和l 代入公式g =4π2l T2,得g ≈9.86 m/s 2.10.(1)E D B (2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当 要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上解析:(1)滤光片E 可以从白光中选出单色红光,单缝D 是获取线光源,双缝B 是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A 上.所以排列顺序为:C 、E 、D 、B 、A .(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上.。
(通用版)2018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 研究匀变
实验一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,学会利用打上点的纸带研究物体的运动.2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx=aT2).3.测定匀变速直线运动的加速度.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、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.考点一| 实验原理与操作[母题] 某同学用如图实11甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.甲乙图实11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x1、x2、x3、…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,在下列的仪器和器材中,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H .滑动变阻器(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)A 、D (2)x 3-x 2=x 2-x 1x 2+x 310t(3)a =x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 3225t 2 [借题悟法·核心点拨] 4.由纸带用逐差法求加速度[第(3)问]即根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2(T 为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,再算出a 1、a 2、a 3的平均值a =a 1+a 2+a 33=13⎝ ⎛⎭⎪⎫x 4-x 13T 2+x 5-x 23T 2+x 6-x 33T 2=x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 39T 2,即为物体的加速度. 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,将你认为正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,连接好电路C .再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,每次必须由静止释放小车D .把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面E .把小车停在靠近打点计时器处,接通直流电源后,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F .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的开始点下面记作0,往后第六个点作为计数点1,依此标出计数点2、3、4、5、6,并测算出相邻两点间的距离G .根据公式a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2及a =a 1+a 2+a 33求出a ABCDFG [在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运动,同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况,既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差.其中E 项中的电源应采用交流电源,而不是直流电源.]考点二| 数据处理与误差分析[母题] 如图实12所示,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,打点计时器打点的频率f =50 Hz ,其中x 1=7.05 cm 、x 2=7.68 cm 、x 3=8.33 cm 、x 4=8.95 cm 、x 5=9.61 cm 、x 6=10.26 cm.图实12(1)下表列出了打点计时器打下B 、C 、F 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.(保留三位有效数字)(2)以A图实13(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a=________m/s2.(保留两位有效数字)(4)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________.(选填“大”或“小”)【导学号:92492047】【答案】(1)0.864 0.928 (2)如图所示(3)0.63 (4)大[借题悟法·核心点拨](2017·盐城模拟)在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中,某同学获得的一条纸带如图实14所示.图实14(1)已知打点计时器的电源频率为50 Hz ,则打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为________.(2)A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A 、B 两点间距x =________m.(3)C 点对应的速度是________m/s ,小车运动的加速度为________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字).(4)若实验后发现,实际所用交流电的频率高于50 Hz ,则第(3)问中计算结果与实际值相比________.(填“偏大”“偏小”或“不变”)【导学号:92492048】【解析】 (1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔t =150s =0.02 s. (2)由于每两个相邻计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T =0.1 s ,A 、B 间的距离x =0.30 cm =0.003 0 m.(3)根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,可以求出打下C 点时小车的瞬时速度大小v C =0.017 0-0.005 02×0.1m/s =0.060 m/s. 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a = x G -x F +x F -x E +x E -x D -x D -x C +x C -x B +x B -x A 9T 2=x G -2x D +x A 9T 2=0.20 m/s 2. (4)如果实验中实际所用交流电的频率高于50 Hz ,那么实际打点周期变小,根据运动学公式得第(3)问中计算结果与实际值相比偏小.【答案】 (1)0.02 s (2)0.003 0 (3)0.060 0.20 (4)偏小考点三| 实验拓展与创新●创新点1 利用光电计时器研究匀变速运动1.如图实15所示为测量做匀加速直线运动小车的加速度的装置,将宽度均为b 的挡光片A 、B 固定在小车上,测得二者间的距离为d .图实15(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间Δt 1和Δt 2,则小车加速度a =________.(2)为减小实验误差,可采取的方法是( )A .增大两挡光片宽度bB .减小两挡光片宽度bC .增大两挡光片间距dD .减小两挡光片间距d【解析】 (1)挡光片A 经过光电门时小车的速度v 1=b Δt 1 挡光片B 经过光电门时小车的速度v 2=b Δt 2由v 22-v 21=2ad 可求得小车的加速度 a =b 22d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 12. (2)两挡光片宽度b 越小,v 1、v 2越接近挡光片中点的速度,两挡光片间距越大,v 1和v 2差值越大,测量小车加速度的误差越小,故B 、C 正确.【答案】 (1)b 22d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 12 (2)BC ●创新点2 用频闪照相法研究匀变速运动2.某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片(如图实16所示),已知频闪仪每隔0.05 s 闪光一次,图中所标数据为实际距离.(当地重力加速度取9.8 m/s 2,小球质量m =0.2 kg ,结果保留三位有效数字)图实16(1)由频闪照片上的数据计算t 4时刻小球的速度v 4=________m/s.(2)小球上升的加速度大小约为a =________m/s 2.(3)对(2)的数据进行分析,可得到的结论是________________________________________________________________________________________.【导学号:92492049】【解析】 (1)做匀变速直线运动的物体,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故t 4时刻的瞬时速度等于t 3~t 5时间段的平均速度,即v 4=h 3+h 42T =+-22×0.05 m/s =3.98 m/s. (2)由Δx =aT 2得,小球的加速度大小为a =h 1+h 2-h 3+h 44T 2=+-+4×0.052×10-2 m/s 2 =10.0 m/s 2.(3)小球的加速度大于重力加速度,是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用.【答案】 (1)3.98 (2)10.0 (3)小球上升过程中受到空气阻力的作用●创新点3 用滴水法研究匀变速运动3.在暗室中用如图实17所示装置做“测定重力加速度”的实验.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:图实17①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流照亮,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远的水滴到第一个水滴的距离如图实18所示,根据数据测得当地重力加速度g =________m/s 2;第8个水滴此时的速度v 8=________m/s.(结果都保留三位有效数字)图实18(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可):______________________________________________________________.【导学号:92492050】【解析】 (1)后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴的位置,可看到仿佛固定不动的一串水滴,即频闪仪频率等于水滴滴落的频率时,水滴仿佛不动.(2)g =h 8-10-h 6-8⎝ ⎛⎭⎪⎫2f 2=----2⎝ ⎛⎭⎪⎫2302 m/s 2 =9.72 m/s 2;v 8=h 6-104f =--2430 m/s =2.27 m/s. (3)存在空气阻力会对水滴的运动产生影响,水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响.【答案】 见解析●创新点4 利用周期性运动研究匀变速直线运动4.如图实19甲所示的装置可以测量圆柱棒下落的加速度,用细线悬挂着包有白纸且质量为1.00 kg 的圆柱棒,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之在额定转速下匀速转动.烧断悬挂圆柱棒的细线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒外面的白纸上画出记号,如图乙所示.设毛笔接触棒时不影响棒的运动,测得记号之间的距离依次为d 1=26.0 mm 、d 2=50.0 mm 、d 3=74.0 mm 、d 4=98.0 mm 、d 5=122.0 mm 、d 6=146.0 mm ,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样.根据以上内容回答下列问题:甲 乙图实19(1)毛笔画相邻两记号的时间间隔T =________s.(2)毛笔画下记号3时,圆柱棒下落的速度v 3的计算公式为________(用物理量表示),其大小v 3=________m/s ;在毛笔画下记号6时,圆柱棒的速度大小v 6=___________________m/s ;棒下落的加速度a =________m/s 2.【解析】 (1)根据题意可知:毛笔画相邻两个记号的时间间隔为电动机的转动周期,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样,即每秒转20周,所以T =0.05 s.(2)根据在匀变速直线运动中某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,有v 3=d 2+d 32T =1.24 m/s ,v 6=d 5+d 62T=2.68 m/s ;由逐差法得加速度a =d 4+d 5+d 6-d 1+d 2+d 39T 2=9.60 m/s 2. 【答案】 (1)0.05 (2)v 3=d 2+d 32T1.242.68 9.60视角1:原理演化(如图所示)甲 乙丙 丁视角2:数据处理(1)加速度的获得:靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法:由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d 和遮光片通过光电门的挡光时间Δt ,由v =d Δt求速度. (3)加速度的测量方法:由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度,由速度位移关系式求加速度.。
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实验过程 实验步骤 滑轮 的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出 (1)把附有________ 打点计时器 固定在长木板上没有________ 滑轮 的一端, 桌面,将____________ 连接好电路. 小车 上,细绳跨过滑轮,下边挂上 (2)把一条细绳拴在________ 打点计时器,并将它的一端固定 合适的________ 钩码 ,把纸带穿过__________ 小车 的后面.实验装置如图 S1-1 所示,放手后,看小车 在________ 能否在木板上平稳地匀速滑行.
后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸带如图乙所示(附有
刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为 0.02 s.
甲
乙 图 S1-5
从纸带上记录的点迹情况可知,A、E 两点迹之间的距离为 _____cm,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为_____m/s; 小车在布面上运动的加速度大小为______m/s2.(小数点后面保 留两位数字)
图 S1-4
实验分析 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)用作图法作出的 v-t 图象并不是一条直线. (4)木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度 只能是所测量段的平均加速度.
【基础检测】 (2014 年广东十校联考)如图 S1-5 甲所示为用打点计时器记 录小车运动情况的装置,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,
电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确
2.练习使用打点计时器常考内容归纳
(1)打点计时器是计时仪器. (2)物体运动前,应注意使物体停在靠近打点计时器的位
置.
(3)使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器 打点稳定后,再释放连接纸带的物体.
(4)使用电火花打点计时器时,应把纸带正确穿好,墨粉纸 盘位于纸带上方;使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位 孔,压在复写纸下面. (5)打点计时器不能连续工作太长时间,纸带拉出后应立即 关闭电源.
解析: A、 E 两点的刻度分别为: xA=13.20 cm, xE=6.00 cm, AE=xA-xE=7.20 cm(7.19~7.21 均可),匀速运动的速度为 v= AE 4T =0.90 m/s(0.89~0.91 均可).F 点以后做减速运动,由逐差 s4+s3-s2+s1 法 公 式 得 加 速 度 大 小 : a = = 4T2 [1.40+1.20-1.00+0.80]×10-2 2 m/s =5.00 m/s2(4.90~5.10 均 2 4×0.02 可). 答案:7.20 0.90 5.00
【考点练透】
1.(多选)有关电磁打点计时器的操作,错误 的是( .. )
A.直接接 220 V 交流电源 B.在拉动纸带前一小段时间接通电源 C.在拉动纸带后的瞬间接通电源 D.纸带拉出后应立即关闭电源 答案:AC
2.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点
痕,下列关于纸带上点痕的说法,不正确 的是( ) ... A.点痕记录了物体运动的时间 B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.点在纸带上的分布情况,反映了物体的质量和形状 D.纸带上点痕的分布情况,反映物体的运动情况 解析:打点计时器打下的相邻两个计时点间的时间间隔为 0.02 s,A 正确;相邻两个计时点间的距离就是运动的物体在这 0.02 s 内通过的位移,间隔长度的变化情况即可反映出物体的运 动情况,D 正确;纸带上每一个点的位置,对应于一个运动的 物体的位置,点痕记录了物体在不同时刻的位置,B 正确. 答案:C
四个点 取一个计数点,这样做的好处是相邻计数点间的时间 ________ 0.1 ,如图 S1-2 所示.正确使用_____________ 毫米刻度尺 测量 间隔 T=____s 每相邻两计数点间的距离,并填入设计的表格中.
图 S1-2
位置编号 时间t/s
相邻两计数点间的距离 x/m 计数点的速度v/(m·s-1)
图 S1-1
打点计时器 处,先_________ 接通电源 , (3)把小车停在靠近________________ 释放小车 ,以便打点计时器在纸带上打下一系列的点,换 再__________
上新纸带,重复三次.
(4)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,从便于测量的地方开始确定计数点,然后每隔
》》》考点 1 打点计时器的使用 ⊙重点归纳 1.两种打点计时器的比较
项目
电源性质 打点频率 打点方式 阻力来源 精确度
电磁打点计时器
6 V交流电源 打点时间间隔0.02 s、频率50 Hz 振针通过复写纸在纸带上打点 纸带与限位孔的摩擦,振针与 纸带打点接触时的摩擦
电火花打点计时器
220 V交流电源 打点时间间隔0.02 s、频率 50 Hz 火花放电使墨粉在纸带上 成点 纸带与限位孔、墨粉纸盘 的摩擦
图 S1-3 (2)作一条直线,使同一次实验得到的点尽量落到这条直线 上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条Байду номын сангаас线
就是本次实验的 v-t 图象.
(3)由实验得出的 v-t 图象进一步分析得出小车运动的速度 随时间变化的规律. 分析 v-t 图象的特点可得出,小车运动的 v-t 图象是一条倾 斜的直线,如图 S1-4 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, 关系式为 vt=at+v0.
0 0
1 0.1
2 0.2
3 0.3
4 0.4
5 0.5
平均速度 (5)应用做匀变速直线运动的物体某一段时间内的________ 瞬时速度 求得各计数点对应时刻 等于这段时间内中间时刻的__________ 的瞬时速度. (6)增减所挂的钩码数,再做两次实验.
数据处理
(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 S1-3 可以看到,描出的几个点都大致落在一条直线上.
实验一
研究匀变速直线运动
实验准备 实验目的 (1)练习使用打点计时器,学会用纸带上的点来分析物体的 运动. (2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.(Δs=aT2) (3)测定匀变速直线运动的加速度. 实验器材 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、电源、复写纸片,毫米刻度尺.