實驗一速度隨時間變化的規(guī)律第一章

運動的描述

勻變速直線運動內(nèi)容索引過好雙基關(guān)回扣基礎(chǔ)知識訓(xùn)練基礎(chǔ)題目研透命題點細(xì)研考綱和真題分析突破命題點隨堂檢測隨堂自測檢測課堂學(xué)習(xí)效果過好雙基關(guān)1.實驗?zāi)康?1)練習(xí)正確使用打點計時器；(2)會利用紙帶求勻變速直線運動的瞬時速度、加速度；(3)會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并能畫出小車運動的v－t圖象，會根據(jù)圖象求加速度.2.實驗原理打點計時器是測量

的儀器，通過紙帶記錄了物體的

過程.打點計時器有電磁打點計時器和電火花計時器，如圖1甲、乙所示.打點計時器使用的是50Hz的

電流，每隔

s打一次點；電磁打點計時器使用的電壓是

電源，電火花計時器使用的是

電源.圖1運動時間交變0.024～6V交流220V交流3.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(xì)繩、鉤碼、

、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙.4.實驗步驟(1)按照如圖2所示實驗裝置，把打點計時器固定在長木板

的一端，接好電源；(2)把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面；(3)把小車?？吭诖螯c計時器處，先

，后

；刻度尺圖2無滑輪接通電源放開小車(4)小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶；(5)換紙帶重復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測量分析.5.注意事項(1)平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行.(2)兩先兩后：實驗中應(yīng)先接通電源，后讓小車運動；實驗完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶.(3)防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動，防止鉤碼落地及小車與滑輪相撞.(4)減小誤差：小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地選取6～7個計數(shù)點為宜.6.數(shù)據(jù)處理(1)目的通過紙帶求解運動的加速度和瞬時速度，確定物體的運動性質(zhì)等.(2)方法①分析物體的運動性質(zhì)——測量相鄰計數(shù)點間的距離，計算相鄰計數(shù)點距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運動性質(zhì).②利用逐差法求解平均加速度④利用速度—時間圖象求加速度a.作出速度—時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度；b.剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度.7.依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動(1)x1、x2、x3…xn是相鄰兩計數(shù)點間的距離.(2)Δx是兩個連續(xù)相等的時間間隔里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2….(3)T是相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔：T＝0.02n(打點計時器的頻率為50Hz，n為兩計數(shù)點間計時點的間隔數(shù)).(4)Δx＝aT2，只要小車做勻變速直線運動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等.研透命題點例1

(2017·全國卷Ⅰ·22)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖3(a)所示.實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的.命題點一實驗原理與實驗操作基礎(chǔ)考點自主悟透圖3從右向左答案解析解析小車在阻力的作用下，做減速運動，由題圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運動.(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動.小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為_____m/s，加速度大小為________m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)0.190.038答案解析例2

如圖4所示，是某同學(xué)由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的頻率f＝50Hz，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.命題點二數(shù)據(jù)處理與誤差分析能力考點師生共研圖4(1)下表列出了打點計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D、E兩點時小車的瞬時速度.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)位置BCDEF速度(m·s－1)0.7370.801

0.9940.864

0.928

答案(2)以A點為計時起點，在圖5中畫出小車的速度—時間圖線.圖5答案如圖所示答案(3)根據(jù)你畫出的小車的速度—時間圖線計算出小車的加速度a＝_____m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏____.(選填“大”或“小”)答案0.64大從原理遷移和數(shù)據(jù)處理技巧上進(jìn)行創(chuàng)新1.復(fù)習(xí)啟示高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實驗的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景.因此，要在夯實基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題.2.情景拓展命題點三實驗拓展與創(chuàng)新能力考點師生共研3.數(shù)據(jù)處理(1)加速度的獲得：靠重物的拉力獲得加速度→長木板傾斜靠重力獲得加速度.(2)速度的測量方法：由打點紙帶求速度→測定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時間Δt，由v＝

求速度.(3)加速度的測量方法：由打點紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過兩個光電門的瞬時速度，由速度位移關(guān)系式求加速度.例3

(2018·如東縣質(zhì)量檢測)如圖6所示，某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計時器測量重力加速度.在鋼條下落過程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時，計時器開始計時，透光時停止計時；再次擋光，計時器將重新從零開始計時.實驗中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度(下端A高于光控開關(guān))，由靜止釋放，測得先后兩段的擋光時間分別為t1和t2.圖6(1)用游標(biāo)卡尺分別測量鋼條上AB和AC的長度.若測量AB時游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖7所示，則其長度值為______mm.圖7解析根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，AB的長度值為74mm＋3×0.1mm＝74.3mm.74.3答案解析(2)AB和AC的長度分別為L1和L2，若不計狹縫寬度，在BC擋光時間段，鋼條下落的平均速度是________，若鋼條做自由落體運動，則重力加速度g＝_______________________________.答案解析(3)鋼條下落過程中受到空氣阻力作用，這將使測量結(jié)果_____(選填“大于”或“小于”)真實值.在數(shù)據(jù)處理正確的情況下，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)利用(2)中加速度公式得到的結(jié)果大于真實值，其原因是____________________.未計狹縫寬度的影響小于解析鋼條下落過程中受到空氣阻力作用，這將使測量結(jié)果小于真實值.在數(shù)據(jù)處理正常的情況下，該同學(xué)利用(2)中加速度公式得到的結(jié)果大于真實值，其原因是未計狹縫寬度的影響.答案解析隨堂檢測1.在暗室中用如圖8所示裝置做“測定重力加速度”的實驗.實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀.具體實驗步驟如下：①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴地落下.②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴.③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度.④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.圖812(1)實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是___________________________________.答案解析頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率解析實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率.12(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個水滴的距離如圖9所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝_____m/s2；第8個水滴此時的速度v8＝_______m/s.(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)答案解析9.72解析由Δx＝gT2和逐差法解得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.72m/s2，由中間時刻的瞬時速度等于該段位移的平均速度可得，第8個水滴的速度v8≈2.27m/s.圖92.2712(3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：___________________________________.答案解析存在空氣阻力(或水滴解析該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有：存在空氣阻力、水滴滴落的頻率變化等.滴落的頻率變化)122.(2018·啟東中學(xué)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組用圖10裝置來測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，主要操作如下：①安裝實驗器材，調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上；②打開試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運動時間t，并用刻度尺(圖上未畫出)測量出兩個光電門之間的高度h，計算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v；③保持光電門1的位置不變，改變光電門2的位置，重復(fù)②的操作.測出多組(h，t)，計算出對應(yīng)的平均速度v；④畫出v－t圖象.12圖10請根據(jù)實驗，回答如下問題：(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則小鐵球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為__________.(用v0、g和t表示)解析根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律：一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得v＝v0＋

gt.答案解析12(2)實驗測得的數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)123456h(cm)10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1190.1590.1950.2260.255v(m·s－1)1.451.681.892.052.212.3612答案解析請在圖11坐標(biāo)紙上畫出v－t圖象.圖11答案見解析圖解析描點畫圖，如圖所示.12答案解析(3)根據(jù)v－