直線運(yùn)動(dòng)的研究第一章

實(shí)驗(yàn)一探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)欄目導(dǎo)航01知識(shí)梳理查漏03配套訓(xùn)練02題點(diǎn)

各個(gè)擊破知識(shí)梳理查漏1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況．2．會(huì)利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、加速度．3．利用打上點(diǎn)的紙帶探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，并能畫出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖像，根據(jù)圖像求加速度．二、實(shí)驗(yàn)方法1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如圖所示)3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如圖所示是實(shí)驗(yàn)中的一條理想紙帶，紙帶記錄了做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車的運(yùn)動(dòng)情況，圖中標(biāo)出編號(hào)分別為0、1、2、3、4、5、6的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為T，測(cè)得相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6.三、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．儀器安裝(1)把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．(2)把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面．放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行．2．測(cè)量與記錄(1)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次．(2)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測(cè)量的點(diǎn)開始確定計(jì)數(shù)點(diǎn)．為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí)間單位，即計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T＝0.1s．正確使用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入設(shè)計(jì)的表格中．(3)利用某一段時(shí)間的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度．(4)增減所掛鉤碼數(shù)，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次．題點(diǎn)各個(gè)擊破21．注意事項(xiàng)(1)平行：紙帶、細(xì)繩要和木板平行．(2)兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶．(3)防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地、小車與滑輪相撞．命題點(diǎn)一教材標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)變形(4)減小誤差：小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．(5)作出速度—時(shí)間圖像，通過圖像的斜率求解物體的加速度．2．誤差分析本實(shí)驗(yàn)參與計(jì)算的量有s和T，因此誤差來(lái)源于s和T.(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離s測(cè)量不夠精確．(2)電源的頻率不穩(wěn)定使T不穩(wěn)定．例1在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測(cè)出加速度，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的序號(hào)按實(shí)驗(yàn)的先后順序填在橫線上：____________________.A．把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C．再把1條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面E．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)3次F．從3條紙帶中選擇1條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起始點(diǎn)，并把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位．在選好的起始點(diǎn)下面記作0，往后每5個(gè)點(diǎn)作為1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6，并測(cè)算出相鄰兩點(diǎn)間的距離【答案】ABCDFG1．(2021年西安名校期中)某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中打出的點(diǎn)如圖所示，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示．(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用________電源，電源的頻率是50Hz，則打點(diǎn)時(shí)間間隔是______s，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為______s.(2)計(jì)算出打下C、D兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vC＝______m/s，vD＝______m/s.(保留3位有效數(shù)字)(3)計(jì)算加速度：a＝__________m/s2.(保留2位有效數(shù)字)【答案】(1)交流0.02

0.1

(2)0.479

0.560(3)0.802．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很大，懷疑電源的頻率不是50Hz，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量電源的頻率．已知砝碼及砝碼盤的質(zhì)量為m＝0.1kg，小車的質(zhì)量為M＝0.4kg，不計(jì)摩擦阻力，g取10m/s2.圖乙為某次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有3個(gè)點(diǎn)未畫出．(1)小車的加速度大小為______m/s2.(2)根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù)，可求出電源的頻率為______Hz.(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶上C點(diǎn)時(shí)，小車的瞬時(shí)速度大小為______m/s.【答案】(1)2

(2)40

(3)13．在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：(1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)．其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是____________________．(2)如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度.位置BCDEF速度/(m·s－1)0.7370.801

0.994(3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間圖像．(4)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間圖像，計(jì)算出小車的加速度a＝______m/s2.(5)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏______(填“大”或“小”)．【答案】(1)彈簧測(cè)力計(jì)(2)0.864

0.928

(3)見解析圖(4)0.63

(5)大(3)小車的速度—時(shí)間圖像如圖所示．4．(2021年聊城模擬)如圖甲為“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．(1)請(qǐng)寫出圖中①②兩個(gè)實(shí)驗(yàn)器材名稱：①__________________，②__________________.(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶的一部分，則O、D間的距離為________cm.(3)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s－t2圖線(s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示______________，紙帶加速度大小為________m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．【答案】(1)小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)1.20

(3)加速度的一半0.93高考實(shí)驗(yàn)題的考查源于教材而不拘泥于教材，是在教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新．“老處方解決不了新問題”，解決新問題在于從教材中的規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上遷移和創(chuàng)新，由此及彼地想問題，學(xué)會(huì)舉一反三.命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新遷移創(chuàng)新角度一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新例2

(2021年河北模擬)某同學(xué)為了測(cè)量自己的反應(yīng)時(shí)間，先用如圖甲所示裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮。?1)把擋板A和光電門B安裝在鐵架臺(tái)上調(diào)整光電門的位置，使光電門B恰好位于擋板A的正下方．(3)若測(cè)得重力加速度大小g＝9.8m/s2，讓另一位同用手捏住直尺，該同學(xué)用一只手在直尺“0刻度”位置處做捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不碰到直尺，如圖乙所示．在看到另一同學(xué)松開手讓直尺下落時(shí)，該同學(xué)迅速捏住直尺經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)捏住處刻度的平均值為4.90cm，則該同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間約為______s．(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)創(chuàng)新角度二實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新例3

(2021年昆明云南師大附中聯(lián)考)用圖甲裝置可以測(cè)量滑塊的加速度．氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處裝有兩個(gè)光電傳感器1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M.若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓．兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電傳感器1、2時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖像．(1)實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，則應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌右側(cè)______(填“調(diào)低”或“調(diào)高”)；(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d＝______mm；(3)若圖乙是正確操作所得的圖像，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝______(用d、t1、t2、t3表示)，此測(cè)量值與真實(shí)加速度相比______(填“偏大”或“偏小”