2019年高考物理13個(gè)搶分實(shí)驗(yàn) 專題1.1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)搶分精講.doc
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實(shí)驗(yàn)1.1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【高考導(dǎo)航】 搶分題型 ◎題型1 實(shí)驗(yàn)原理與操作 ◎題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 ◎題型3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ◇ 命題點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新 ◇ 命題點(diǎn)2 數(shù)據(jù)處理方案的創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)會(huì)用打點(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動(dòng)情況。 2.會(huì)利用打點(diǎn)紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、加速度。 3.能畫出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,根據(jù)圖象求加速度。 實(shí)驗(yàn)原理 1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (1)作用:計(jì)時(shí)儀器,當(dāng)所用交流電源的頻率f=50 Hz時(shí),每隔0.02 s打一次點(diǎn)。 2.判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法 設(shè)x1、x2、x3、x4…為紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,假如Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=常數(shù),則與紙帶相連的物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 3.求物體瞬時(shí)速度的方法 如圖實(shí)Ⅰ-1所示: 則vn=。 4.求物體加速度的方法 (1)“逐差法”求加速度 如圖實(shí)Ⅰ-2所示: a1=,a2=,a3=,然后取平均值,即=,這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用,以提高精確度。 (2)“圖象法”求加速度 求出紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,畫出v-t圖線,直線的斜率即表示加速度。 題型1 實(shí)驗(yàn)原理與操作 例1 (廣東理綜)研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)Ⅰ-6甲所示其中斜面傾角θ可調(diào),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz,紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示,其中每相鄰兩 點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。 (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)定后放開小車 C.將小車停靠在打點(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,讓紙帶穿過限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:________。(用字母填寫) (2)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=____s。 (3)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=________。 (4)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=________。 答案:(1)DCBA (2)0.1 (3) (4) 解得:; 針對(duì)訓(xùn)練: 1.(佛山模擬)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________(選填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器,它的工作電壓是4~6 V,當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí),它每隔________s打一次點(diǎn)。 (2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),接通電源與讓紙帶隨小車開始運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)操作過程的操作順序應(yīng)該是( ) A.先接通電源,后釋放紙帶 B.先釋放紙帶,后接通電源 C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D.哪個(gè)先,哪個(gè)后都可以 (3)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)從打出的若干紙帶中選取一條紙帶,如圖實(shí)Ⅰ-7所示,紙帶上按時(shí)間順序取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,用尺子測(cè)得相鄰各點(diǎn)間的距離為x1=3.62 cm,x2=4.75 cm,x3=5.88 cm。根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可以判斷小車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),理由是___ _ (請(qǐng)用文字描述); 在計(jì)數(shù)點(diǎn)C所代表的時(shí)刻,紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度是________m/s,小車的加速度是________m/s2(以上兩空小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)。 答案 (1)交流 0.02 (2)A (3)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等 0.53 1.13 解析 題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例2 某同學(xué)利用圖實(shí)Ⅰ-8所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖實(shí)Ⅰ-9所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz。 (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)________和______之間某時(shí)刻開始減速。 (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為____ m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為_____ m/s。(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a=___ m/s2。 答案 (1)6 7(或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00 針對(duì)訓(xùn)練: 2.實(shí)驗(yàn)中,如圖實(shí)Ⅰ-10所示為一次記錄小車運(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),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運(yùn)動(dòng); (2)根據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度:vD=________ m/s,vC=________m/s,vB=______m/s。在如圖實(shí)Ⅰ-11所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線,并根據(jù)圖線求出a=________; (3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度的物理意義是___ _____________。 答案 (1)勻加速直線 (2)3.90 2.64 1.38 見解析圖 12.60 m/s2 (3)零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度 (3)圖線與縱軸交點(diǎn)的速度的物理意義是零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度。 題型3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 命題點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新 (1)如果提供光電門和刻度尺,我們可以測(cè)出遮光片的寬度d,借助v=求出物體通過光電門的速度,再由v-v=2ax,測(cè)出物體的加速度。 (2)如果提供閃光照相機(jī)和刻度尺,我們可以用處理紙帶的方法,求出物體的瞬時(shí)速度及物體的加速度。 例3 光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖實(shí)Ⅰ-12甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來?,F(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長(zhǎng)木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.010-2 s和4.010-3 s。用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d,其示數(shù)如圖丙所示。 (1)滑塊的寬度d=________cm。 (2)滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1=________m/s,滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2=________m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的________,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將________的寬度減小一些。 答案 (1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度 滑塊 命題點(diǎn)2 數(shù)據(jù)處理方案的創(chuàng)新 如果測(cè)得物體運(yùn)動(dòng)的位移和對(duì)應(yīng)時(shí)間。 (1)若初速度為零,則x=at2,因此做出x-t2圖線,圖線斜率的2倍即為物體的加速度。 (2)若物體的初速度不為零,則x=v0t+at2,可得=v0+at,因此做出-t圖線,圖線斜率的2倍即為物體的加速度。 例4 利用圖實(shí)Ⅰ-13所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。一斜面上安裝有兩個(gè)光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可移動(dòng)。當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí),與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測(cè)量,每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑,并用米尺測(cè)量甲、乙之間的距離s,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示。 s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.5 552.8 673.8 776.4 s/t(m/s-1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作圖:(1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度vt、測(cè)量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是________; (2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),在圖實(shí)Ⅰ-14給出的坐標(biāo)紙上畫出-t圖線; (3) 由所畫出的-t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)=-at+vt(或s=-at2+vtt) (2)見解析 (3)2.0(在1.8~2.2范圍內(nèi)都可) (3)圖線的斜率k=-,由圖線求出k=-1.0,故a=-2k=2.0 m/s2。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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