第一章 实验一 研究匀变速直线运动
实验1：测定匀变速直线运动的加速度
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（由于电源频率是50Hz ），纸带上的点表示的是与纸带相连的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2132........s s s s s ∆=-=-==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。
右图为打点计时器打下的纸带。
选点迹清楚的一条，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 ，然后（每隔5个间隔点）取一个计数点A 、B 、C 、D …。
测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以：求任一计数点对应的即时速度v ：2Ts s 1)(n n ++==v v n ；如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ） 3．由纸带求物体运动加速度的方法： (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a ：如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度：即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=（T为相邻两计数点间的时间间隔）求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++=再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。
(3)用v-t 图法：即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ；求出打第n 点时纸带的瞬时速度，再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度，画出如图的v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。
4 实验一 探究匀变速直线运动的特点
实验一 研究匀变速直线运动一、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。
二、实验原理1．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
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个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为5T 。
2．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时速度v n ＝x n ＋x n ＋12T来计算。
3．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT 2(T 为相邻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，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，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 。
(2)图象法利用v n ＝x n ＋x n ＋12T求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v －t 图象，用v －t 图象的斜率求物体运动的加速度。
三、数据处理1．由实验数据得出v －t 图象(1)根据表格中的v 、t 数据，在直角坐标系中仔细描点。
(2)作一条直线，使同一次实验得到的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，这条直线就是本次实验的v －t 图线，它是一条倾斜的直线，如图所示。
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(1)直接分析图象的特点得出，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时，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。
实验01 研究匀变速直线运动(解析版)
实验01研究匀变速直线运动●注意事项1.平行:纸带和细线要和长木板平行。
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,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。
●误差分析1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差。
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。
【典例1】[常规实验——基本仪器及原理]打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，(1)乙图是________计时器(填“电磁打点”或“电火花”)，所接电源为频率为50Hz的__________V的________电源时(填直流或交流)，每隔_________s打一次点；(2)在某次实验中，小车拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如下图所示，纸带上每5个点取一个计数点，按时间顺序取A、B、C、D、E五个计数点，实验中已得出相邻两计数点间的距离如下图所示(单位：cm)①实验中，必要的措施是________(多选)；A.细线必须与长木板平行B.先释放小车再接通电源C.挂的钩码个数越多越好D.小车应从靠近打点计时器处释放②从纸带可以看出物体在做________________直线运动，在计数点B所代表的时刻，小车运动的瞬时速度大小为v B=__________m/s，小车的加速度大小为a=___________m/s2(保留三位有效数字．．．．．．)。
必修1 第一章 实验一
相同的值Δ v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化.
(2)通过函数关系进一步得到，既然小车运动的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，显然v与
t成线性关系，小车的速度随时间均匀变化.
1.小车运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起系统误差
2.纸带上计数点间距测量以及作v-t图象引起偶然误差
A.实验时应先放开纸带再接通电源 B.(s6-s1)等于(s2-s1)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 【解析】选C.在做“研究匀变速直线运动”的实验时应先接通 电源再放开纸带，A错误；根据相等的时间间隔内通过的位移有
sM-sN=(M-N)aT2，可知(s6-s1)等于(s2-s1)的5倍，B错误；根据B
4.由纸带求物体运动加速度的方法 (1) 逐差法:即根据 s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2 (T为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出a1=(s4-s1)/3T2, a2=(s5-s2)/ 3T2,a3=(s6-s3)/3T2，再算出a1、a2、a3的平均值 a=(a1+a2+a3)/3=
始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值，
所得数据如表所示.
x(m) t(ms) x/t(m/s)
0.500 292.9 1.71
0.600 371.5 1.62
0.700 452.3 1.55
0.800 552.8 1.45
0.900 673.8 1.34
0.950 776.4 1.22
s5 s3 (14.55 6.45) 102 m/s 【解析】 v4 2t 0.2
=0.405 m/s
实验一 研究匀变速直线运动
答案:(1) d6 d4 10T
︱高中总复习︱一轮·物理
(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)所给坐标系中
作出v-t图像,并求物体的加速度a=
m/s2;
︱高中总复习︱一轮·物理
解析:(2)作出 v t 图像,a= v = 0.29 0.125 m/s2≈0.413 m/s2; t 0.5 0.1
︱高中总复习︱一轮·物理
完成下列填空:
(1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小,用 vA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 vA,a 和Δ t 的关系式为 v =
.
(2)由图(c)可求得vA=
cm/s,a=
cm/s2.(结果保留三位有效数字)
解析:(1)设遮光片末端到达光电门的速度为 v,则由速度时间关系可知,v=vA+aΔt,且 v = vA v , 2
︱高中总复习︱一轮·物理
实验一 研究匀变速直线运动
实验基础 核心探究
︱高中总复习︱一轮·物理
实验基础
解读实验·萃取精华
︱高中总复习︱一轮·物理
●注意事项 1.两先两后: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. 2.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. 3.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. 4.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. ●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图像时出现作图误差. 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.
实验一 研究匀变速直线运动
实验一 研究匀变速直线运动一、基本原理与操作原理装置图操作要领①不需要平衡摩擦力。
②不需要满足悬挂钩码质量远小于小车质量。
(1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置(3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集二、数据处理与分析1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图1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Δs ＝s 2－s 1＝s 3－s 2＝s 4－s 3＝C (常量)，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
图12.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，即v n ＝s n ＋s n ＋12T 。
3.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)用“逐差法”求加速度即根据s 4－s 1＝s 5－s 2＝s 6－s 3＝3aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出 a 1＝s 4－s 13T 2、a 2＝s 5－s 23T 2、a 3＝s 6－s 33T 2，再算出平均值 即a ＝s 4＋s 5＋s 6－s 1－s 2－s 39T 2。
(2)用图象法求加速度即先根据v n ＝s n ＋s n ＋12T 求出所选的各计数点对应的瞬时速度，后作出v －t 图象，图线的斜率即物体运动的加速度。
认识“两种仪器”(1)作用：计时仪器，接频率为50 Hz 交变电流，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 区别“两种点” (1)计时点和计数点计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02 s ；计数点是人们根据需要选择一定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的规则而定。
实验1_研究匀变速直线运动(上课用)
【例4】一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于 盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的 角速度. 实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片. 实验步骤: (1)如右图所示,将电磁打点计时器 固定在桌面上,将纸带的一端穿过 打点计时器的限位孔后,固定在待 测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时, 纸带可以卷在圆盘侧面上.
,
【实验器材】 电磁打点计时器 (或电火花计时器)、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. 【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.
【数据处理】 数据处理】 由实验数据得出v 图象.根据表格中的v 由实验数据得出v-t图象.根据表格中的v、t数据,在 数据, 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 就得到本次实验的v 图象，它应该是一条倾斜的直线. 就得到本次实验的v-t图象，它应该是一条倾斜的直线. 如图可以看到,对于每次实验, 如图可以看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落 在一条直线上. 在一条直线上. 作图线时要注意： 作图线时要注意：要使同一次实验得到的各点尽量 落到直线上,落不到直线上的点, 落到直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角， 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角，必须用 折线 折角 平滑曲线连接各点。 平滑曲线连接各点。 连接各点
高考物理一轮总复习(鲁科版)课件：第一章实验一
1
栏目 导引
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
(1)张明制作的装置相当于物理实验室 的什么仪器？ (2)通过上表数据,你认为小车在所记录 的这段时间内做怎样的运动？
(3)要测量小车做匀速运动的速度,张明
同学需要知道什么物理量？还要需要什
么测量工具？如何测量？
栏目 导引
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
距 0.4 1.1 1.5 1.8 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 离 22 24 30 14 23 00 32 26 12 46 (m)
从上表可以看出,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,
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第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
说明开始时小车做加速运动,后面做匀 速运动.再进一步分析开始时加速度的
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第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
再算出 a1、a2、a3 的平均值 a1＋a2＋a3 s6＋s5＋s4－s3＋s2＋s1 a＝ ＝ 3 9T2 即为所求物体运动的平均加速度. (3)“图象法”求加速度 以打某计数点为计时起点,然后利用 vn＝ sn＋sn＋ 1 测出打各点时的速度,描点得 v-t 图 2T 象,v-t 图象的斜率即为加速度.
图1－4－1
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第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
(2)“逐差法”求加速度 设相邻相同时间(T)内的位移分别为 s1、s2、 s3„s6,则 s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝„＝s6－ s5＝aT2 2 s4－s1＝3a1T s5－s2＝3a2T2 s6－s3＝3a3T2 s4－s1 s5－s2 s6－s3 a1＝ 2 ,a2＝ 2 ,a3＝ 2 3T 3T 3T
专题一：实验一：研究匀变速直线运动
－1
m/s
5.0
图2
题型 利用纸带求物体的加速度和瞬时速度 【例题】(2010 年重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀
加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f＝50 Hz.在纸带上
打出的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点．因保存 不当，纸带被污染，如图 S1－7 所示，A、B、C、D 是依次 排列的 4个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离：
指点迷津：关于给出多段数据的纸带，在求解加速度时，
一般会有三种想法：一是只选择里边的两小段计算，这种方法
不能用的原因是没有充分利用数据，误差较大；第二种是每两 组算出一个加速度，再求平均值，这样会把中间的数据都约掉，
也不可取；三是逐差法，这种方法可以把所有的实验数据使用 上，偶然误差小，是科学的计算加速度的方法．
实验一：研究匀变速直线运动
1．实验原理：研究物体做匀变速直线运动，最基本的是测 出位移和时间的关系，运用匀变速直线运动的规律，对纸带数
据进行处理．
2．器材与装置 (1)器材：小车、细绳、钩码、一端附有定滑轮的长木板、
打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、米尺、细绳、复写
纸片．
(2)装置：按图 S1－1 所示安装实验仪器，让带有纸带的小
准点间的距离并做好记录．(分段测量会增大误差) (5)小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量误差，一 般能在约 50 cm 的纸带上清楚取 7～8 个计数点为宜． (6)纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦．
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
加速度 a＝______m/s2.
(3)计算打下计数点 B 时小车的速度：vB＝______m/s.
高中物理必修11-1-4
工具
必修1 必考部分 必修 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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． ．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．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法．(∆x＝aT 2) ．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法． ＝ 3．测定匀变速直线运动的加速度． ．测定匀变速直线运动的加速度．
(2)做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落 做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上， 做一条直线 不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧， 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． － 图象 它是一条倾斜的直线． 图象，
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必修1 必考部分 必修 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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 ．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车， 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， 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． 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， 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， 用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1 s，如下图所示，正确 ＝ ，如下图所示， 使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． 使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．
高中物理必修1-1-1
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必修1 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 必考部分 必修
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2．选取参考系的原则 ． 选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原 一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定． 则．一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定．例如研究地球 公转的运动情况，一般选太阳作为参考系；研究地面上物体的运动时， 公转的运动情况，一般选太阳作为参考系；研究地面上物体的运动时， 通常选地面或相对地面静止的物体为参考系； 通常选地面或相对地面静止的物体为参考系；研究物体在运动的火车上 的运动情况时，通常选火车为参考系 的运动情况时，通常选火车为参考系.
撑竿跳高中的运动员的动作和支撑竿的转动情况对比赛结
果影响极大，不能视为质点，同理， 果影响极大，不能视为质点，同理，跆拳道比赛中运动员的动作对比赛 结果影响也很大，不能视为质点．其余两项可视为质点． 结果影响也很大，不能视为质点．其余两项可视为质点． 答案： 答案： BD
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必修1 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 必考部分 必修
两个时刻的 间隔 即为时间间隔
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必修1 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 必考部分 必修
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三、位移和路程
定义 位移表示质点 位置 的 变化， 变化，可用由 初位置 位移 指向 末位置 的有向 线段表示
区别
联系
(1)位移是矢量，方 位移是矢量， 位移是矢量 初位置 向由 指 末位置 向 ；路程是 标量， 标量，没有方向
工具
必修1 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 必考部分 必修
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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必修1 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 必考部分 必修
实验专题一 研究匀变速直线运动(含答案)
实验专题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 n+x n+12T。
(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a 1=x4-x13T,a2=x5-x23T,a3=x6-x33T,再算出a1、a2、a3的平均值a=a1+a2+a33=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T,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。
实验1 研究匀变速直线运动
2．系统误差 (1)纸带运动时摩擦不均匀、打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、 细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的电压及频率的交流电源。 (2)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度是所测量段 的平均加速度。对此可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨。
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：细绳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。
(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 T＝___0_._1___ s。 x4＋x5
(3)计数点 5 对应的瞬时速度大小的计算式为 v5＝___2_T____。
(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
x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3 a＝____________9_T_2____________。
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长度(避免所描点 过密或过疏而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线或曲线，应作 一条直线。
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，常常在教材实验的基础上 创设新情景，从原理迁移和数据处理技巧方面进行创新。因此，要在掌握 基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、 方法和技巧解决新问题。
考点 1 实验原理与实验步骤 例 1 (2020·江苏省苏锡常镇四市高三(下)二模)某实验小组同学利用电 磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所 示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度
实验一测量做直线运动物体的瞬时速度原理装置图操作要求注意事项1.不需要补偿摩擦力。
2.不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量。
1.按原理图安装好实验装置，打点计时器固定在长木板无滑轮的一端。
2.细绳一端拴在小车上，另一端跨过滑轮挂上槽码，纸带穿过打点计时器固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车。
4.增减槽码的质量，按以上步骤再做两次实验。
1.平行：细绳、纸带与长木板平行。
2.靠近：小车从靠近打点计时器的位置释放。
3.先后：先通电后释放小车，先关闭电源后取下纸带。
4.防撞：在到达长木板末端前让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。
5.适当：悬挂的槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集。
数据处理1.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＝ΔxΔt中，当Δt→0时v是瞬时速度。
2.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速度，故打第n个点时纸带的瞬时速度为v n ＝x n ＋x n ＋12T 。
3.记录小车在几个时刻的瞬时速度，在直角坐标系中作出v －t 图像。
小车运动的v －t 图像是一条倾斜的直线，可以得出结论：小车的速度随时间均匀变化。
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时速度，即v n ＝x n ＋x n ＋12T 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x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT 2(T 为相邻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，然后取平均值a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2，即为物体的加速度。
实验一 研究匀变速直线运动（创新设计）
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实验基础梳理
实验热点突破
高考模拟演练
热点二 实验拓展创新 1.情景拓展
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实验基础梳理
实验热点突破
高考模拟演练
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2.改进获取数据的方法 (1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度―改―进→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―改―进→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＝Δdt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―改―进→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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实验基础梳理
实验热点突破
高考模拟演练
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1.如图8所示，甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的计时仪器。光电计 时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙 所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、 b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度 随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度 均为L＝5 mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止 的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为Δt1＝0.10 s，Δt2＝0.05 s，从第 一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t＝1 s，则：
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图3
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(3)如图4所示，在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，从得到的纸带中确定五 个计数点，量得d1＝8.00 cm，d2＝17.99 cm，d3＝30.00 cm，d4＝44.01 cm。每相邻两 个计数点间的时间间隔是0.1 s。则打C点时小车的速度vC＝________ m/s，小车的加速 度a＝________ m/s2。(结果保留2位有效数字)
【高考领航】2020版高考物理一轮复习题：第1章实验1研究匀变速直线运动(含解析)
高效演练 跟踪检测1．如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)A 、B 、C 、D 是纸带上4个计数点，每两个相邻计数点间有4个点没有画出．从图中读出A 、B 两点间距s ＝________；C 点对应的速度是________．(计算结果保留3位有效数字)解析：(1)打点计时器电源频率50 Hz ，故打相邻两点的时间间隔T 0＝1f ＝0.02s.(2)相邻两计数点间的时间间隔T ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由图读出s ＝0.70 cm.C点对应的速度v C ＝s BD 2T ＝2.002×0.1cm/s ＝0.100 m/s. 答案：(1)0.02 s (2)0.68～0.72 cm 0.100 m/s2．如图所示是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上6个计数点．加速度大小用a 表示．(1)OD 间的距离为________cm.(2)下图是根据实验数据绘出的s －t 2图线(s 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示____________，其大小为________ m/s 2(保留3位有效数字)解析：物体做的是匀变速直线运动，物体从某一点开始运动的位移s ＝v 0t ＋12at 2，s －t 2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v 0＝0，得s ＝12at 2，所以s －t 2图线的斜率为12a ，通过图线可求得斜率为0.460.答案：(1)1.18～1.22 (2)12a 0.458～0.4643．图甲是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B 点，A 、B 两点间的距离为12.50 cm.用重物通过细线拉小车，让小车做直线运动．(1)若用游标卡尽测出遮光条的宽度d ，如图乙所示，则d ＝________ cm.(2)实验时将小车从图甲中位置A 处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ＝2.28×10－2 s ，则小车经过光电门时的速度为________ m/s ，小车的加速度为________ m/s 2.(保留2位有效数字)解析：(1)主尺上的读数为1.1 cm ，游标尺上第8条刻线与主尺刻线对齐，故游标尺上读数为8×0.05 mm ＝0.40 mm ＝0.040 cm ，所以两部分之和为1.140 cm.(2)小车通过光电门时的速度可近似认为不变，则v ＝d Δt ＝1.140×10－22.28×10－2m/s ＝0.50 m/s ，由v 2＝2ax 得，a ＝v 22x ＝0.5022×12.50×10－2 m/s 2＝1.0 m/s 2. 答案：(1)1.140 (2)0.50 1.04．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x1、x2、x3….结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：(1)(多选)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x1、x2、x3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________．解析(1)实验中打点计时器要使用50 Hz的低压交流电源；测量x1、x2、x3要使用刻度尺；实验中无需使用秒表、天平、重锤和弹簧测力计，故选A、D.(2)因小车做匀加速直线运动，所以相邻相等时间内的位移之差是恒量，故x3－x2＝x2－x1；c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，即v c＝x2＋x32×5t＝x2＋x310t.答案(1)AD(2)x3－x2＝x2－x1x2＋x3 10t5．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、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，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：对应点 B C D E F 速度(m·s －1) 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301(1)设电火花计时器的周期为T ，计算v F 的公式为v 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．(3)利用该图象求得物体的加速度a ＝________ m/s 2；(结果保留2位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V ，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．(选填“偏大”“偏小”或“不变”)解析：(1)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为T ，所以从E 点到G 点时间为10T ，有v F ＝d 6－d 410T .(2)根据表中数据，利用描点法作出图象如图所示：(3)图象斜率大小等于加速度大小，故a＝ΔvΔt＝0.40 m/s2.(4)打点计时器的打点频率与交流电源的频率相同，电源电压降低不改变打点计时器打点周期，所以对测量结果没有影响．答案：(1)d6－d410T(2)图见解析(3)0.40(4)不变6.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s，记下相应的t值；所得数据如下表所示.s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4st/(m·s－1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22(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s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，在图给出的坐标纸上画出st－t图线；(3)由所画出的st－t图线，得出滑块加速度的大小为a＝________m/s2.(保留两位有效数字)解析 (1)滑块沿斜面向下做匀加速运动，其逆过程为初速度为v t 、加速度为a 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有s ＝v t t －12at 2，也可表示为s t ＝－12at＋v t .(2)根据表中数据描点连线可得s t －t 图线，如图所示．(3)由关系式s t ＝－12at ＋v t 可得，图线的斜率k ＝－a 2，由图线求出k ＝－1.0，故a ＝－2k ＝2.0 m/s 2.答案 (1)s t ＝－12at ＋v t ⎝ ⎛⎭⎪⎫或s ＝－12at 2＋v t t (2)见解析 (3)2.0(在1.8～2.2范围内都可)。
实验：研究匀变速直线运动
实验：研究匀变速直线运动基础知识归纳1.实验目的(1)练习使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. (2)测出匀变速直线运动的加速度. 2.实验原理(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 交流交流 电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是的工作电压是 4～6 V ，电火花打点计时器的工作电压是，电火花打点计时器的工作电压是 220 V .当电源频率是50 Hz 时，它每隔它每隔 0.02 s 打一次点. (2)若纸带上相邻点间的位移差x n ＋1－x n ＝ 0 ，则物体做匀速直线运动.若x n ＋1－x n ＝ C (非零常数) ，则物体做匀变速直线运动. (3)根据纸带求加速度的方法：根据纸带求加速度的方法：用“逐差法”求加速度.设相邻计数点间的距离分别为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝ 3aT 2 (T 为相邻计数点间的时间间隔)求出a 1＝2143 T x x -、a 2＝2253T x x -、a 3＝ 3 236Tx x -，再算出a 1、a 2、a 3的平均值，就是物体运动的加速度. 3.实验器材电火花打点计时器(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. 4.实验步骤(1)安装实验装置(如图所示). (2)接通电源，释放小车，重复打纸带三条. (3)挑选纸带，确定计数点，测相邻间距. (4)用逐差法求加速度. 5.注意事项(1)计时器打出的点不清晰，可能是计时器打出的点不清晰，可能是 电压偏低电压偏低 或 振针位置不合适振针位置不合适 . (2)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如果打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸的高度，使之增大一些. (3)计时器打点时，应先计时器打点时，应先 接通电源接通电源 ，待打点稳定后，再，待打点稳定后，再 拉动纸带拉动纸带 . (4)拉动纸带前，应使拉动端停靠在拉动纸带前，应使拉动端停靠在 靠近打点计时器靠近打点计时器 的位置. (5)小车的加速度应适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 50 cm cm 的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜. 重点难点突破一、对实验操作步骤及注意事项的理解和掌握要熟练实验的操作过程，特别注意减少实验误差的操作技巧. 二、数据分析与处理1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，A 、B 、C 、D 、…为时间间隔相等的各计数点，x 1、x 2、x 3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝常数，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直线运动. 2.由纸带求物体运动加速度的方法由纸带求物体运动加速度的方法(1)根据Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)，求出a ＝2T xD ，然后求平均值. (2)用逐差法求加速度：根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT2 求出a 1＝2143T x x -、a 2＝2253T x x -、a 3＝2363T x x -，再算出a 1、a 2、a 3的平均值a ＝3321a a a ++即为物体运动的加速度. (3)用v-t 图象法，先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度v n ＝T x x n n 21++，求出打第n 个点时纸带的瞬时速度，然后作出v-t 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度：a ＝t vDD . 以上三种求a 方法中，方法(1)求法误差较大，如果所测数据多一般选取方法(2)、(3). 三、研究匀变速直线运动的其他方法研究匀变速直线运动，除了运用纸带数据分析法之外，我们还可以通过频闪照相法、滴水法等进行分析研究. 典例精析典例精析1.实验操作步骤及注意事项【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上下述步骤的代号填在横线上 . A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路C.换上新的纸带，再重做两次换上新的纸带，再重做两次D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F .把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G .断开电源，取出纸带断开电源，取出纸带【解析】正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，并用垫片把木板的一端垫高.把打点计时器固定在木板较高的一端，并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后.使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为DBFAEGC. 【答案】DBFAEGC 【思维提升】对实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析，同时要理解实验步骤中关键几步，如“固定时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮的一端；开始实验时先接通电源，后释放小车”等. 【拓展1】在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有助于减少实验误差的是( ACD ) A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数的个数【解析】选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大，选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大，在用直尺测量这些点间在用直尺测量这些点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A 正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B 错，D 对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C 项正确. 2.研究匀变速直线运动的其他方法【例2】两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示.连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知可知 ( ) A.在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同两木块速度相同B.在时刻t 3两木块速度相同两木块速度相同C.在时刻t 3以及时刻t 4之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同D.在时刻t 4以及时刻t 5之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同【解析】设连续两次曝光的时间间隔为t ，记录木块位臵的直尺最小刻度间隔长为l ，由图可以看出下面木块间隔均为4l ，木块做匀速直线运动，速度v ＝tl4.上面木块相邻时间间隔内木块的间隔分别为2l 、3l 、4l 、5l 、6l 、7l ，相邻相等时间间隔t 内的位移之差Δl ＝l ＝恒量， 所以上面木块做匀变速直线运动由某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得t 2、t 3、t 4、t 5时刻的瞬时速度分别为：v 2＝t l t l l 25232=+ v 3＝t l t l l 27243=+ v 4＝t l t l l 29254=+ v 5＝tlt l l 211265=+ 可见速度v ＝tl4介于v 3、v 4之间，选项C 项正确. 【答案】C 【思维提升】(1)解决本题首先要具备一定的观察、分辨和信息提取能力，这也是近几年高考的考查热点. (2)熟练应用匀变速运动的一些重要结论，如Δx ＝aT 2，202t t vv v +=等可快速深入问题的实质，简化解题过程. 【拓展2】用滴水法可以测定重力加速度的值，方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴持续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“0”，以后每听到一声水滴声，依次数“1,2,…”,一直数到“n ”时,按下秒表按钮停止时，读出秒表的示数为t .写出用上述测量方法计算重力加速度g 的表达式：g ＝ 2hn 2/t 2 . 【解析】n 次响声间隔时间对应n 个水滴下落的时间间隔，所以一个水滴下落的时间T ＝t /n 由h ＝21gT 2得 g ＝22T h＝2hn 2/t 2 3.实验数据分析与处理【例3】某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动实验步骤如下：实验步骤如下： a .安装好实验器材. b .接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2、…、6点所示. c .测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记为s 1、s 2、s 3、…、s 6. d .通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动. e .分别计算出s 1、s 2、s 3、…、s 6与对应时间的比值66332211t s t s t s t s 、、、、 . f .以t s 为纵坐标、t 为横坐标，标出t s 与对应时间t 的坐标点，画出t s -t 图象.结合上述实验步骤，请你完成下列任务：结合上述实验步骤，请你完成下列任务：①实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有列的仪器和器材中，必须使用的有 和 (填选项代号). A.电压合适的50 Hz 交流电源交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺刻度尺D.秒表秒表E.天平天平 F .重锤重锤②将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻度线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则s 2＝ cm ，s 5＝ cm. ③该同学在下图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出t s -t 图象. ④根据ts -t 图象判断，在打0计数点时，小车的速度v 0＝m/s ；它在斜面上运动的加速度a ＝ m/s 2. 【解析】①A ，C ②0刻度线和0计数点左端对齐，s 2是计数点0与2间的距离，读数时应注意从计数点2的左端读起，s 5同理.答案为(2.99～3.01)，(13.19～13.21). ③ts-t 如图所示. 26)26(＝TT T 4)26. 【思维提升】t -斜率为21a 【例4】在研究匀变速直线运动实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表格所示计数点序号计数点序号1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.40.5 0.6 通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了算出速度，合理的方法是为了算出速度，合理的方法是 ( ) ＝2T D 求出加速度，再取平均值，即为实验所。
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(1)图乙是________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是 ________(选填“交流4～6 V”或“交流220 V”)．它们所接电源均为频率为50 Hz 的交流电源，振针每隔________s打下一点．现在使用打点计时器测定物体的速度， 当电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值 ________(选填“大”或“小”)． (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为________m/s，第二个遮光片通过光电门 的速度大小为________m/s. (3)小车做加速直线运动的加速度大小为________m/s2.
________________________________________________________________________.
(5)描绘v
-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度
Δx Δt
表示各计
数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是________(选填“越小越好”或“与大
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(4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是________ m/s，则此速度的物理意义是
________________________________________________________________________
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二、实验原理与要求
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[基本实验要求] 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、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、复写纸． 2．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)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时 器，固定在小车后面；
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解析：(1)图乙是电火花打点计时器，电源采用的是交流220 V．它们所接电源均为 频率为50 Hz的交流电源，振针每隔0.02 s打下一点，当电源频率低于50 Hz时，打点 时间间隔T大于0.02 s，由v＝xt 可知实际计算中时间t偏小，则测出的速度值将比真实 值大．
b．剪下相邻计数点间的纸带紧排在一起求解加速度．
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2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离． (2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…. (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(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，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx 必然是个恒量．这表明：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．
小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差________(选填“有
关”或“无关”)．
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解析：(1)由纸带上的点可以看出xAB＝7.5 cm，xBC＝20.1 cm，xCD＝32.7 cm，xDE＝ 45.3 cm，xDE－xCD＝xCD－xBC＝xBC－xAB＝12.6 cm，相邻相等时间间隔内的位移差 相等，所以小车做匀加速直线运动．
3．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，后放开小车；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，防止钩码落地和小车与滑轮 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产生的影响，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．
答案：(1)电火花 交流220 V 0.02 大 (2)0.05 0.10 (3)0.05
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2．[实验原理与操作] 某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
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(2)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1
s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vB＝
xAC 2T
＝
0.276 0.2
m/s＝1.38
m/s，vC＝
xBD 2T
＝
0.603－0.075 0.2
m/s＝2.64
m/s，vD＝
xCE 2T
＝
1.056－0.276 0.2
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(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)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．
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(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x1、x2、x3、 x4、x5、x6，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)x2－x1＝x3－x2
x2＋x3 10t
(3)x4＋x5＋x622－5t2x1＋x2＋x3
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3．[数据处理与分析] 在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，如图甲 所示的是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，而 相邻计数点间还有4个点未画出．打点计时器所接电源频率为50 Hz.
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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、….
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(2)第一个遮光片通过光电门的平均速度大小为v1＝
L Δt1
＝0.05
m/s；第二个遮光片通
过光电门的平均速度大小为v2＝ΔLt2＝0.10 m/s.
(3)根据加速度定义式可得小车的加速度a＝v2－t v1＝0.05 m/s2.
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②利用逐差法求解平均加速度(如图所示)
a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3⇒a＝a1＋a32＋a3.
③利用平均速度求瞬时速度：vn＝xn－21＋T xn.
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；
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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
m/s＝3.90 m/s.
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(3)作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其分布在 直线两侧．
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(3)根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔，且T＝ 5t)，求出a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3，则a＝a1＋a32＋a3 ＝x4＋x5＋x622－5t2x1＋x2＋x3.
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(1)根据________________可以判定小车做匀加速运动． (2)根据运动学有关公式可求得vB＝________ m/s，vC＝________ m/s，vD＝ ________ m/s. (3)利用求得的数值在图乙坐标系中作出小车的v -t图线(以打A点时开始计时)，并根 据图线求出小车运动的加速度a＝________ m/s2.