試驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1/37一、基本原理與操作2/373/374/37圖15/37

認(rèn)識(shí)“兩種儀器”6/37

區(qū)分“兩種點(diǎn)”1.計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)

計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上實(shí)際點(diǎn)，兩相鄰點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.02s；計(jì)數(shù)點(diǎn)是人們依據(jù)需要選擇一定數(shù)目標(biāo)點(diǎn)，兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔由選擇點(diǎn)個(gè)數(shù)而定。2.紙帶上相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔均相同，速度越大，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)越稀疏。7/37

注意事項(xiàng)1.平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行。2.兩先兩后：試驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；試驗(yàn)完成應(yīng)先斷開(kāi)電源，后取下紙帶。3.預(yù)防碰撞：在抵達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停頓運(yùn)動(dòng)，要預(yù)防鉤碼落地和小車與滑輪相撞。4.紙帶選取：選擇一條點(diǎn)跡清楚紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。8/37熱點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)【例1】

(·海南單科，11)某同學(xué)利用圖2(a)所表示試驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間改變。物塊放在桌面上，細(xì)繩一端與物塊相連，另一端跨過(guò)滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上。開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖(b)所表示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。9/37依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹨韵聠?wèn)題：(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊速度大小為_(kāi)_______m/s。在打出D點(diǎn)時(shí)，物塊速度大小為_(kāi)_______m/s；(保留2位有效數(shù)字)(2)物塊加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(保留2位有效數(shù)字)圖210/37(2)依據(jù)題意，該同學(xué)認(rèn)為物塊運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，則依據(jù)速度公式vD＝vB＋a·2T，代入數(shù)據(jù)整理能夠得到a＝2.0m/s2。答案(1)0.56

0.96

(2)2.011/37【變式訓(xùn)練1】(1)如圖3所表示為“探究小車速度隨時(shí)間改變規(guī)律”試驗(yàn)裝置圖，按照試驗(yàn)要求應(yīng)該()A.先釋放小車，再接通電源B.先接通電源，再釋放小車C.同時(shí)釋放小車和接通電源(2)本試驗(yàn)必須(

)A.要平衡摩擦力B.要求懸掛物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量C.上述兩項(xiàng)要求都不需要圖312/37(3)如圖4所表示，在“探究小車速度隨時(shí)間改變規(guī)律”試驗(yàn)中，從得到紙帶中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔是0.1s。則打C點(diǎn)時(shí)小車速度vC＝________m/s，小車加速度a＝________m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)圖413/37解析(1)試驗(yàn)中應(yīng)該先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)B正確。(2)本試驗(yàn)不是驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)，只需要保持協(xié)力恒定即可，選項(xiàng)C正確。答案(1)B(2)C(3)1.12.014/37熱點(diǎn)二試驗(yàn)拓展創(chuàng)新1.情景拓展15/3716/37【例2】

(·全國(guó)卷Ⅱ，22)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間關(guān)系。使用器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不一樣矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。試驗(yàn)步驟以下：①如圖5(a)，將光電門固定在斜面下端附近：將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面位置，令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑；②當(dāng)滑塊上擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住時(shí)間Δt；圖517/3718/37圖619/37解析(1)設(shè)擋光片末端抵達(dá)光電門速度為v，(2)由圖6可讀出vA＝52.1cm/s，圖線斜率即a＝16.3cm/s2。20/37【變式訓(xùn)練2】某校研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)用如圖7甲所表示滴水法測(cè)量一小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度。試驗(yàn)過(guò)程以下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計(jì)時(shí)器固定在小車末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)整滴水計(jì)時(shí)器滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水計(jì)時(shí)器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn))；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端；把調(diào)好滴水計(jì)時(shí)器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤同時(shí)放開(kāi)小車，于是水滴在白紙上留下小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律點(diǎn)跡；小車抵達(dá)斜面底端時(shí)馬上將小車移開(kāi)。圖乙為試驗(yàn)得到一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點(diǎn)之間距離是x01＝1.40cm，x12＝2.15cm，x23＝2.91cm，x34＝3.65cm，x45＝4.41cm，x56＝5.15cm。試問(wèn)：21/37(1)滴水計(jì)時(shí)器原理與書本上介紹______________原理類似。(2)由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻瞬時(shí)速度v4＝______m/s，小車加速度a＝________m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)圖722/37解析(1)由題意知滴水計(jì)時(shí)器原理與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理類似。(2)可把小車運(yùn)動(dòng)看做是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則解得a≈0.19m/s2。答案(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)0.20

0.1923/371.如圖8所表示，甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理試驗(yàn)中慣用計(jì)時(shí)儀器。光電計(jì)時(shí)器像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，也是一個(gè)研究物體運(yùn)動(dòng)情況計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖丙所表示，a、b分別是光電門激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)一輛帶有擋光片小車從a、b間經(jīng)過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就能夠顯示擋光片擋光時(shí)間。某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間改變規(guī)律”試驗(yàn)中，做了一個(gè)U形遮光板如圖丁所表示，兩個(gè)遮光片寬度均為L(zhǎng)＝5mm，將此U形遮光板裝在小車上，讓小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)靜止光電計(jì)時(shí)器，試驗(yàn)時(shí)測(cè)得兩次遮光時(shí)間分別為Δt1＝0.10s，Δt2＝0.05s，從第一個(gè)遮光片遮光到第二個(gè)遮光片遮光經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝1s，則：24/37圖825/37(1)圖乙是________(選填“電磁”或“電火花”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采取是________(選填“交流4～6V”或“交流220V”)。(2)第一個(gè)遮光片經(jīng)過(guò)光電門速度大小為_(kāi)_______m/s，第二個(gè)遮光片經(jīng)過(guò)光電門速度大小為_(kāi)_______m/s。(3)小車做加速直線運(yùn)動(dòng)加速度大小為_(kāi)_______m/s2。26/37解析(1)圖乙是電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采取是交流220V。答案(1)電火花交流220V(2)0.050.10(3)0.0527/372.(·全國(guó)卷Ⅱ，22)某同學(xué)用圖9(a)所表示試驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，物塊下滑過(guò)程中所得到紙帶一部分如圖(b)所表示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間距離。圖928/37(1)物塊下滑時(shí)加速度a＝________m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊速度v＝________m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量物理量是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。A.物塊質(zhì)量B.斜面高度C.斜面傾角29/37答案(1)3.251.79(2)C30/373.(·全國(guó)卷Ⅰ，22)某探究小組為了研究小車在桌面上直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。試驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖10(a)所表示。試驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)統(tǒng)計(jì)了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)圖1031/37(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)。(2)該小組同學(xué)依據(jù)圖(b)數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)速度大小為_(kāi)_______m/s，加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)32/37解析(1)小車在阻力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，由圖(b)知，從右向左相鄰水滴間距離逐步減小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)。答案(1)從右向左(2)0.190.03833/374.[·天津理綜，9(2)]某同學(xué)利用圖11所表示裝置研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(1)試驗(yàn)中，必要辦法是________。A.細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行B.先接通電源再釋放小車C.小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量D.平衡小車與長(zhǎng)木板間摩擦力圖1134/37(2)他試驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz交流電源上，得到一條紙帶，打出部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖12所表示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出)。x1＝3.59cm，x2＝4.41cm，x3＝5.19cm，x4＝5.97cm，x5＝6.78cm，x6＝7.64cm。則小車加速度a＝________m/s2(要求充分利用測(cè)量數(shù)據(jù))，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車速度vB＝________m/s。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)圖1235/37解析(1)若細(xì)線與長(zhǎng)木板不平行，伴隨小車逐步靠近滑輪，細(xì)線與水平方向夾角增大，小車所受協(xié)力隨之改變，所以小車加速度發(fā)生改變，即小車不做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行，A選項(xiàng)必要；先接通電源