1、實驗一研究勻變速直線運動,實驗基礎(chǔ),核心探究,實驗基礎(chǔ) 解讀實驗萃取精華,注意事項 1.兩先兩后: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. 2.防止碰撞:在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞. 3.減小誤差:小車的加速度要適當大些,可以減小長度的測量誤差,加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計數(shù)點為宜. 4.準確作圖:在坐標紙上,縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點過密或過疏,而導(dǎo)致誤差過大),仔細描點連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線. 誤差分析 1.使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差. 2.作v-t圖像時出現(xiàn)作圖誤差. 3.電

2、源頻率不穩(wěn)定,造成打點的時間間隔不完全相同. 4.長木板粗糙程度不均勻,小車運動時加速度有變化造成誤差.,核心探究 通法悟道拓寬思路,探究點一基礎(chǔ)性實驗,【典例1】 (2016天津卷,9)某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動.,(1)實驗中,必要的措施是. A.細線必須與長木板平行 B.先接通電源再釋放小車 C.小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量 D.平衡小車與長木板間的摩擦力,解析:(1)實驗時,細線必須與長木板平行,以減小實驗的誤差,選項A正確;實驗時要先接通電源再釋放小車,選項B正確;此實驗中不需要考慮質(zhì)量與加速度的關(guān)系,故沒必要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量,選項C錯誤;此實驗中不需平衡小

3、車與長木板間的摩擦力,選項D錯誤.,答案:(1)AB,(2)他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出).s1= 3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm.則小車的加速度a= m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)),打點計時器在打B點時小車的速度vB= m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),答案:(2)0.800.40,方法技巧 (1)在利用長木板打點計時器研究勻變速直線運動時,不需要滿足Mm和平衡摩擦力,只要使小車做勻變速運

4、動即可. (2)凡是應(yīng)用打點計時器的實驗,都必須先接通電源,等打點穩(wěn)定后,再釋放紙帶. (3)兩相鄰計數(shù)點的時間間隔由選擇的計時點個數(shù)而定.,【典例2】 利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度.一斜面上安裝有兩個光電門,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.當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時,與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改變光電門甲的位置進行多次測量,每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑,并用米尺測量甲、乙之間的距離x,記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示.,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

5、小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值x和t四個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2給出的坐標紙上畫出 -t圖線;,解析:(2)描點并連線,如圖所示;,答案:(2)見解析,(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2位有效數(shù)字).,答案:(3)2.0,題組沖關(guān),1.(2018甘肅蘭州模擬)(1)打點計時器所用電源為頻率50 Hz 的交流電源,實驗時釋放紙帶與接通電源的先后順序是.,解析:(1)使用時應(yīng)先給打點計時器通電,然后釋放紙帶,如果先放開紙帶使其開始運動,再接通打點計時器的電源,紙帶上可能有很長一段打不上點.,答案:(1)先接

6、通電源后釋放紙帶,(2)某同學在使用上述打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時,得到了幾條較為理想的紙帶,他已在每條紙帶上按每5個點取一個計數(shù)點,并依打點先后順序編號為0,1,2,3,4,5.由于不小心,幾條紙帶都被撕斷了,如圖所示,請根據(jù)給出的A,B,C,D四段紙帶回答下列問題:在B,C,D三段紙帶中,從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是,打紙帶A時,物體的加速度大小是 m/s2.,答案:(2)C0.60,2.(2017天津河西區(qū)期末)在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖(甲)所示,并在其上取A,B,C,D,E,F,G 7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒

7、有畫出,打點計時器接周期為T=0.02 s 的交流電源.他經(jīng)過測量并計算得到打點計時器在打B,C,D,E,F各點時物體的瞬時速度如下表:,(1)計算vF的表達式為vF=;,(2)根據(jù)(1)中得到的數(shù)據(jù),以A點對應(yīng)的時刻為t=0,試在圖(乙)所給坐標系中作出v-t圖像,并求物體的加速度a=m/s2;,答案:(2)v-t圖像如解析圖所示0.413,(3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51 Hz,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比(填“偏大”“偏小”或“不變”).,解析:(3)如果在某次實驗中,交流電源的頻率為51 Hz50 Hz,則實際打點周期變小,計算時仍然用原值,因此由

8、x=aT2得出的加速度值與實際的加速度值相比偏小.,答案:(3)偏小,探究點二創(chuàng)新性實驗,高考創(chuàng)新實驗例析,【典例3】 (2017全國卷,22)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系.使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器.,完成下列填空:,(2)由圖(c)可求得vA=cm/s,a=cm/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),【創(chuàng)新/改進點分析】 1.裝置創(chuàng)新:更換滑塊上的擋光片,通過光電門,且釋放滑塊時擋光片前端位置相同.,模擬創(chuàng)新實驗沖關(guān),1.(2018無錫模擬)在暗室中用如圖(甲)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

9、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:,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. 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. 利用頻閃照相獲取下落水滴和豎直放置的米尺的照片. 由豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度. 采集數(shù)據(jù)進行處理. (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 .,解析:(1)后一水滴經(jīng)過一個頻閃間隔運動到前一水滴的位置,可看到一串仿佛固定不動的水滴,即頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時,水滴仿佛不動.,答案:見解析,

10、(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30 Hz,某同學讀出其中幾個比較遠的水滴到第一個水滴的距離如圖(乙)所示,根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?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:見解析,(3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可) .,解析:(3)存在空氣阻力對水滴的運動產(chǎn)生影響,水滴滴落的頻率不恒定也會對實驗產(chǎn)生影響.,答案:見解析,【創(chuàng)新/改進點分析】 1.裝置創(chuàng)新:利用漏斗滴水和閃光儀獲取水滴下落信息. 2.方法創(chuàng)新:利用依次下落的水滴,通過調(diào)節(jié)頻閃儀的閃光頻率,看到水滴位置不動,拍攝此時水滴及豎直放置的米尺照片. 3.考查點創(chuàng)

11、新:說出閃光儀的閃光頻率滿足的條件,已知閃光頻率求照片上某點時水滴速度及重力加速度數(shù)值.,2.(2017北京東城區(qū)期末)某興趣小組的同學們利用如圖(甲)所示的裝置“研究勻變速直線運動的規(guī)律”.他們將質(zhì)量為m1的物體1與質(zhì)量為m2的物體2(m1m2)通過輕繩懸掛在定滑輪上,打點計時器固定在豎直方向上,物體1通過鐵夾與紙帶相連接.開始時物體1與物體2均處于靜止狀態(tài),之后將它們同時釋放.,圖(乙)所示為實驗中打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶,O是打點計時器打下的第一個點,A,B,C,D是按打點先后順序依次選取的計數(shù)點,在相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出.打點計時器使用的交流電源頻率為50 Hz.,(1)相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為s. (2)實驗時要在接通打點計時器之(填“前”或“后”)釋放物體.,解析:(1)相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔t=5 =0.10 s. (2)實驗時要先接通電源,待打點計時器穩(wěn)定后,再釋放物體.,答案:(1)0.10(2)后,(3)將各計數(shù)點至O點的距離依次記為x1,x2,x3,x4測得x2=1.60 cm,x4=6.40 cm,請你計算