2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)（講）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)（講） 1．直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)概念、規(guī)律是本章的重點(diǎn)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用及v—t圖象是本章的難點(diǎn)。 2．注意本章內(nèi)容與生活實(shí)例的結(jié)合，通過(guò)對(duì)這些實(shí)例的分析、物理情境的構(gòu)建、物理過(guò)程的認(rèn)識(shí)，建立起物理模型，再運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律處理實(shí)際問(wèn)題。 3．本章規(guī)律較多，同一試題往往可以從不同角度分析，得到正確答案，多練習(xí)一題多解，對(duì)熟練運(yùn)用公式有很大幫助。 第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.會(huì)計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度. 3.會(huì)利用紙帶計(jì)算加速度.

2、 4.會(huì)用圖象法探究小車速度與時(shí)間的關(guān)系，并能根據(jù)圖象求加速度． 1． 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)寫紙片． 2． 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，接好電源； (2)把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面； (3)把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車； (4)小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開(kāi)電源，取下紙帶； (5)換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析． 3． 數(shù)據(jù)處理 (1)

3、目的 通過(guò)紙帶求解運(yùn)動(dòng)的加速度和瞬時(shí)速度，確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)等． (2)處理的方法 ①分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)——測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)． ②利用逐差法求解平均加速度 ，，? ③利用平均速度求瞬時(shí)速度： ④利用速度—時(shí)間圖象求加速度 4. 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(kāi)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)，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞． (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

4、差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜． a．作出速度—時(shí)間圖象，通過(guò)圖象的斜率求解物體的加速度； b．剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度． 5． 依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法 (1)x1、x2、x3……xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離． (2)Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…. (3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：T＝0.02n(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，n為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間計(jì)時(shí)點(diǎn)的間隔數(shù))． (4)Δx＝aT2，因?yàn)門是恒量，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車的加速度a也為恒量，所以Δx必然是個(gè)恒量．這表明

5、：只要小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差就一定相等. ★典型案例★在某次實(shí)驗(yàn)中，圖1所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，其中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶上相等時(shí)間間隔位移差為_(kāi)_______，可判定小車做____________運(yùn)動(dòng)。 (2)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，vB＝______ m/s，vC＝______ m/s，vD＝________ m/s。 (3)以打A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖2所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線_______，并根據(jù)圖線求出a＝_____。 (4)圖線與縱軸交點(diǎn)的物理意義是_____

6、___________。 【答案】 定值 計(jì)數(shù)點(diǎn)間距依次增大 勻加速直線 1.38 2.64 3.90 12.6 m/s2 【解析】(1)由圖示紙帶可知：BC-AB=CD-BC=DE-CD=12.6cm，由此可知，物體在相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的 (3)應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，v-t圖象如圖所示， (4)v-t圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)速度表示計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的速度． 【點(diǎn)睛】熟練應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即可正確求出物體的瞬時(shí)速度；本題的難點(diǎn)是作v-t圖象，求加速度，一定要掌握描點(diǎn)法作圖的方法． ★針對(duì)練習(xí)1★在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中： (1)如圖所示，是某同學(xué)由

7、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)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(méi)有畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm. 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 B C D E F 速度(m·s－1) 0.737 0.801 0.994 (2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫(huà)出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線_

8、________． (3)根據(jù)你畫(huà)出的小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a＝________m/s2. 【答案】 0.864 m/s 0.928 m/s 圖像： 0.65 m/s2. 【解析】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知 （2）以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫(huà)出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線 （3）小車的加速度 ★針對(duì)練習(xí)2★研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50HZ，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖（b）所示，圖中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出。 （1）部分實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶 B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車 C．將小車依靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連 D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙穿過(guò)限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：__________（用字母填寫）。 （2）圖（b）中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=_________s。 （3）為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=__________（用T、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示）。 【答案】 DCBA 0.1s 點(diǎn)睛：“逐差法”可充分利用數(shù)據(jù)，減小誤差。