2019-2020年高三物理一輪復習 直線運動--實驗：勻變速運動探究學案 新人教版.doc

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2019-2020年高三物理一輪復習 直線運動--實驗：勻變速運動探究學案 新人教版 一、學習目標： 1、掌握打點計時器的使用方法。 2、會用打點計時器判斷物體的運動情況、求瞬時速度、加速度。 二、知識歸納： [實驗目的] 1．練習使用打點計時器，利用打點紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 2．能畫出小車運動的v－t圖象，并根據(jù)圖象求加速度． 實驗原理 1．打點計時器 (1)作用：計時儀器，每隔 打一次點． (2)工作條件： ①電磁打點計時器： V的 電源． ②電火花計時器： V的 電源． (3)紙帶上各點的意義： ①表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置． ②通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況． 2．利用紙帶判斷物體運動性質的方法 (1)沿直線運動的物體，若相等時間內的位移相等，即x1＝x2＝x3＝…，則物體做 直線運動． (2)沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間內的位移分別為x1，x2，x3，x4，…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，則說明物體在做 直線運動，且Δx＝ . 3．速度、加速度的求解方法 (1)“平均速度法”求瞬時速度，即vn＝，如圖所示． (2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣可以使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高結果的準確性． (3)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個點的速度，畫出v－t圖，直線的 即加速度． [實驗器材] 電火花計時器(或電磁打點計時器)，一端附有滑輪的長木板，小車、紙帶、細繩、鉤碼、 、導線、交流電源、復寫紙片． 【實驗步驟】 1．儀器安裝 (1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上 的一端，連接好電路． (2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并將它的一端固定在小車的后面．實驗裝置見圖所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行． 2．測量與記錄 (1)把小車停在靠近打點計時器處，先 ，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，隨后立即關閉電源．換上新紙帶，重復三次． (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，從后邊便于測量的點開始確定計數(shù)點，為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點五次的時間作為時間單位，即T＝ s，如圖所示，正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數(shù)點之間的距離． (3)利用一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度． (4)增減所掛鉤碼數(shù)，或在小車上放置重物，再做兩次實驗． 【數(shù)據(jù)處理及實驗結論 1．由實驗數(shù)據(jù)得出v－t圖象． (1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系中仔細描點，如圖，可以看到，對于每次實驗，描出的幾個點大致落在一條直線上． (2)作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應均勻分布在直線的兩側，這條直線就是本次實驗的v－t圖象，它是一條傾斜的直線． 2．由實驗得出v－t圖象后，進一步分析得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律 小車運動的v－t圖象是一條傾斜的直線如圖所示，當時間增加相同的值Δt時，速度也會增加相同的值Δv，由此得出結論：小車的速度隨時間均勻變化． 3．求出小車的加速度：利用v－t圖象的斜率求加速度a＝或利用逐差法求加速度a＝ [誤差分析] (1)計時器打出的點不清晰，可能是　電壓偏　 或振針位置不合適　. (2)打點計時器在紙帶上應打出輕重合適的小圓點，如果打出的是短橫線，應調整一下振針距復寫紙的高度，使之增大一些. (3)計時器打點時，應先　 　，待打點穩(wěn)定后，再　 　. (4)拉動紙帶前，應使拉動端?？吭诳拷? 的位置. (5)小車的加速度應適當 些，可以減小長度的測量差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出7～8個計數(shù)點為宜. 三、【例題與訓練】 1.在“研究勻變速直線運動”的實驗中，下列方法中有助于減少實驗誤差的是( ) A.選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位 B.使小車運動的加速度盡量小些 C.舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算 D.適當增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù) 2.某同學在研究小車的運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，如圖所示，已知打點計時器每隔0.02 s 打一個點，該同學選擇了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)如圖所示，單位是cm. (1)小車做什么運動？ (2)試計算瞬時速度vB、vC、vD、vE各多大？ (3)計算小車的加速度多大？ 3.(天津高考)如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度． (1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需________(填字母代號)中的器材． A．直流電源、天平及砝碼　　B．直流電源、毫米刻度尺 C．交流電源、天平及砝碼 D．交流電源、毫米刻度尺 (2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v－t圖象外，還可作________圖象，其縱軸表示的是________，橫軸表示的是________． 4．某同學在“研究勻變速直線運動”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖實－1－14所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10 s. (1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算打下B、E兩個點時小車的瞬時速度．(要求保留三位有效數(shù)字) vB＝________ m/s，vC＝0.479 m/s，vD＝0.560 m/s，vE＝________ m/s，vF＝0.721 m/s. (2)以A點為計時零點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在如圖實－1－15所示的坐標紙 上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線． (3)根據(jù)第(2)問中畫出的v－t圖線，求出小車運動的加速度為________ m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)