1、實(shí)驗(yàn)探究： 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),1.基礎(chǔ)知識(shí),2.典例剖析,3.備選訓(xùn)練,4.真題演練,第一章 運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究,一、基礎(chǔ)知識(shí),1.基礎(chǔ)知識(shí),電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片,2實(shí)驗(yàn)步驟,(1)按照?qǐng)D所示實(shí)驗(yàn)裝置,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,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(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車后面； (3)把小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車； (4)小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶； (5)換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙

2、帶進(jìn)行測(cè)量分析.,1實(shí)驗(yàn)器材,3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：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶. 3防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞. 4減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)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(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. 5紙帶選?。哼x擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn). 6準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點(diǎn)過密或過疏，而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上

3、的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè).,4數(shù)據(jù)處理,(1)目的,通過紙帶求解運(yùn)動(dòng)的加速度和瞬時(shí)速度，確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)等,(2)處理方法,分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),利用逐差法求解平均加速度,利用速度時(shí)間圖象求加速度,a作出速度時(shí)間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度；,b剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度,5依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法,(1)x1、x2、x3xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離 (2)x是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移差：x1x2x1，x2x3x2 (3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：T0.02n(打點(diǎn)

4、計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，n為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間計(jì)時(shí)點(diǎn)的間隔數(shù)) (4)xaT2，因?yàn)門是恒量，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車的加速度a也為恒量，所以x必然是個(gè)恒量這表明：只要小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差就一定相等,二、典例剖析,2. 典例剖析,熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作,【例1】(2015廣東理綜，34)(1)某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?請(qǐng)完成以下主要實(shí)驗(yàn)步驟：按圖(a)安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時(shí)器下端；_，_，使重物自由下落；關(guān)閉電源,取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 圖(b)和(c)是實(shí)驗(yàn)獲得的兩條紙帶,

5、應(yīng)選取_(填“b”或“c”)來計(jì)算重力加速度。在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?主要原因是空氣阻力和_.,靠近,再釋放紙帶,先接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,b,紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦,轉(zhuǎn)解析,解析為了使紙帶打下的點(diǎn)多一些，豎直提起懸吊重物的紙帶時(shí)應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下端，且應(yīng)先接通電流，再釋放紙帶，使重物自由下落。 重物下落是勻加速運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)選“b”來計(jì)算重力加速度；重物下落過程中系統(tǒng)受重力，空氣阻力，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力等。 答案靠近先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放紙帶 b紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦,轉(zhuǎn) 原題,【變式訓(xùn)練1】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直

6、線運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： A安裝好實(shí)驗(yàn)器材 B讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn) C測(cè)出x1、x2、x3 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù)： (1)實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列儀器和 器材中，必須使用的有_。(填選項(xiàng)代號(hào)) A電壓合適的50 Hz交流電源 B電壓可調(diào)的直流電源 C停表 D刻度尺 E天平 F重錘 G彈簧測(cè)力計(jì),AD,(2)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所得紙帶如圖乙所示，則x1、x2、x

7、3的關(guān)系是_，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t，則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是_。,x3x2x2x1,怎樣求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度？,本題詳細(xì)解析見教輔！,熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,【例2】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz。圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條較理想的紙帶，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10 s。 通過計(jì)算已經(jīng)得出了打下B、C、D四個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，通過描點(diǎn)連線得到了如圖丙所示的圖象。試分析下列問題： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vE_m/s。(保留三位有效數(shù)字) (2)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a_m/s2。 (

8、保留三位有效數(shù)字) (3)根據(jù)圖象求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)的速度為vA_m/s。,0.640,0.800,0.320,轉(zhuǎn)解析,甲,乙,丙,怎樣求加速度？,轉(zhuǎn) 原題,(1)若x1、x2、x3基本相等，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng) (2)利用x1、x2、x3可以計(jì)算出在相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移差x2x1、x3x2、x4x3如果它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等,則可以判定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的處理 計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的給定有兩種：相鄰點(diǎn)間距離和各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，計(jì)算時(shí)后者要先轉(zhuǎn)換為前者，如圖所示,解答紙帶類問題的常見錯(cuò)誤 沒有注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有幾個(gè)點(diǎn)未畫出,誤認(rèn)為T

9、0.02 s . 沒有進(jìn)行單位換算，所給圖中各數(shù)據(jù)的單位通常都是cm，應(yīng)當(dāng)換算為m.,【變式訓(xùn)練2】(2015浙江嘉興高三3月教學(xué)測(cè)試)(1)如圖示為“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，按照實(shí)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)本實(shí)驗(yàn)必須() A要平衡摩擦力 B要求懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C上述兩項(xiàng)要求都不需要 (3)如圖為在“探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶，從中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得d18.00 cm，d217.99 cm，d330.00 cm，d444.01 cm。每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是

10、0.1 s。則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度vC_ m/s，小車的加速度a_ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),B,C,1.1,2.0,為什么不需平衡摩擦力？,本題詳細(xì)解析見教輔！,高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，即所謂情境新而知識(shí)舊。因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題。,1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn),2獲得加速度方法的改進(jìn),熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新,【例3】(2015新課標(biāo)全國，22)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距

11、離。 (1)物塊下滑時(shí)的加速度a_ m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度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)量的物理量是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A物塊的質(zhì)量 B斜面的高度 C斜面的傾角,3.25,1.79,C,轉(zhuǎn)解析,怎樣得到動(dòng)摩擦因數(shù)與重力加速度之間的關(guān)系？,轉(zhuǎn) 原題,【變式訓(xùn)練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.現(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

12、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1.0102 s和4.0103 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。,1.0

13、,1.010,2.5,平均速度,滑塊,詳細(xì)解析見教輔！,三、備選訓(xùn)練,3.備選訓(xùn)練,AD,A 中應(yīng)先接通電源再放開紙帶,D 中應(yīng)先斷開電源，使計(jì)時(shí)器停止工作，再取下紙帶,遺漏步驟G：換上新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次,BEFCADG,1.對(duì)實(shí)驗(yàn)操作步驟的考查,2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理的考查,【備選訓(xùn)練】 如圖所示，用毫米刻度尺測(cè)量紙帶中的計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為_ mm，0、2之間的距離為_mm，2、3之間的距離為_ mm.,解析毫米刻度尺的最小刻度為1 mm，讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米的下一位計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為8.9 mm(9.0 mm也可)，若讀成8.90 mm或9 mm都是錯(cuò)誤的；0、2之間的距離為1

14、9.5 mm，2、3之間的距離為12.5 mm(32.0 mm19.5 mm) 答案8.9(9.0也可)19.512.5,8.9(9.0也可),12.5,19.5,最小刻度,顯隱解析,【備選訓(xùn)練】右圖是“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示 OD間的距離為_ cm. 右下圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的xt2圖線(x為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示_，其大小為_ m/s2(保留三位有效數(shù)字),1.2,加速度的一半,0.933,【備選訓(xùn)練】 物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面

15、上，滑塊拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下圖乙是打出的紙帶的一段 (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，選A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn),且各計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有一個(gè)點(diǎn)沒有畫出.滑塊下滑的加速度a_ m/s2. (2)為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理 量中還應(yīng)測(cè)量的有_ (填入所選物理量前的字母) A木板的長(zhǎng)度L B木板的末端被墊起的高度h C木板的質(zhì)量m1 D滑塊的質(zhì)量m2 E滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t,轉(zhuǎn) 解析,3.00,AB,轉(zhuǎn)原題,四、真題演練,4.真題演練,【真題】(2014全國大綱卷，22)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng).在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖示.拍攝時(shí)頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s.數(shù)據(jù)如下表所示. 重力加速度大小g9.80 m/s2. 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空： (1)物塊的加速度a_m/s2(保留3位有效數(shù)字). (2)因?yàn)開，可知斜面是粗糙的.,4.30,轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn) 原題,【真題】 (2013江蘇卷11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球,閉合開關(guān)K,電磁鐵吸住第1個(gè)小球.手動(dòng)敲擊彈性金屬片M,M與觸頭瞬間分開,第