（新课标安徽专版）《金版新学案》2011高三物理一轮复习 实验：研究匀变速直线运动课件.ppt

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1、第4讲实验一研究匀变速直线运动,1练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动2掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(xaT 2)3测定匀变速直线运动的加速度,1打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点(2)(3)纸带上点的意义：表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置,通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔,2利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、，若v2v1v3v2v4v3，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直

2、线运动，即(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4，若xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且xaT2.,3速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度，即(2)“平均速度法”求速度；即如下图所示,(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出vt图，直线的斜率即加速度,电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片,1把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下

3、边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并将它的一端固定在小车的后面实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行,3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次4从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T0.1 s，如下图，正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中,5利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度6增减所拴的钩码数，

4、再做两次实验7由实验数据得出vt图象(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如右图可以看到，描出的几个点都大致落在一条直线上,(2)做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线,8由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律有两条途径进行分析,(1)分析图象的特点得出，小车运动的vt图象是一条倾斜的直线如右图所示，当时间增加相同的值t，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化(2)通过函数关系进一步得出，既然小车的vt图象是一条倾斜的直线

5、，那么v随t变化的函数关系式为vktb，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化,1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源3要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025 s0.1 s.,4小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集5选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T.6测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以

6、减小误差,在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏可编上序号G、H)_,A拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电源C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔,将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上_【解析】A中应先接通电源再放开纸带，D中先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带；遗漏G，换上新纸带重复实验三次合理顺序：BEFCADG.,某同学在研究小车的运动实

7、验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm.,(1)小车做什么运动？(2)试计算瞬时速度vB、vC、vD、vE各多大？(3)计算小车的加速度多大？【解析】(1)因为相邻的位移差xBCABCDBCDECDEFDE常数，所以小车做匀加速运动(2)由图可知，相邻计数点的时间间隔T20.02 s0.04 s由求瞬时速度的方法可得：,(3)画vt图象，如下图，描点、拟合得到直线，由图象可得a2.0 m/s2.,判断一个物体是否做匀变速运动的常见方法有：xaT 2和vaT的方法,(2010年

8、南通市高三检测)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50 Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出从纸带上测出x13.20 cm，x24.74 cm，x36.40 cm，x48.02 cm，x59.64 cm，x611.28 cm，x712.84 cm.,(1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字)；,(2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出vt图象(以0计数点作为计时起点)；由图象可得，小车运动的加速度大小为_m/s2.,【解析】(1)5点的速度利用平均速

9、度替代，即v这里T0.08 s，代入数据算得v51.31 m/s.(2)描点画图象，由速度图象找到斜率即为加速度a2.5 m/s2.,1如右图所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知(),A在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C纸带甲的加速度比乙的大D纸带甲的加速度和乙的加速度大小相等,【解析】在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故 甲 乙，选项A错，B对；相邻计数点间所用时间相等，但乙的速度变化得更快，故a甲a乙，选项C、D均错【答案】B,2“研究匀变

10、速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是(),A实验时应先放开纸带再接通电源B(x6x1)等于(x2x1)的6倍C从纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s【解析】中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度，所以所以C正确，x6x15(x2x1)，所以B错误，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，D错误，按照实验要求应该先开通电源再放开纸带，所以A错误【答案】C,3一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中

11、在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如下图所示由于底片保管不当，其中位置4处被污损若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为_m/s2.位置4对应的速度为_m/s，能求出4的具体位置吗？_.求解方法是：_(不要求计算，但要说明过程),【解析】从图中读出5、6之间的距离为37.5 cm24.0 cm13.5 cm,3、2之间的距离为6.0 cm1.5 cm4.5 cm，利用逐差法有x56x323aT2，求出a3.0102 m/s2；位置4对应的速度为102 m/s9102 m/s；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(x6x4)(x4x2

12、)4aT2求解【答案】3.0102(2.81023.1102均可)9102能利用(x6x4)(x4x2)4aT2可以求出x4的 具体位置(其他方法合理均可),4在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如下图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.,(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB_m/s.CE间的平均速度为_m/s；(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如下图所示请在图中作出小

13、车运动的速度与时间的关系图线；(3)根据图线可得小车运动的加速度为_m/s2.,【解析】(1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s(2)vt图象如右图所示,(3)在vt图象中，图线的斜率表示加速度，即【答案】(1)0.250.45(2)见解析图(3)1,5在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50 Hz，下图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如下图所示,(1)小车做什么运动？(2)若小车做匀变速直线运动，那么当打第3个计数点时小车

14、的速度为多少？小车的加速度为多少？【解析】(1)小车做匀变速直线运动，纸带上打下的点记录了小车的运动情况，计数点的时间间隔为T0.025 s0.1 s，设01间的距离为x1,12间的距离为x2,23间的距离为x3,34间的距离为x4,45间的距离为x5，则：相邻的位移差xx2x1x3x2x4x3x5x4aT 2.所以小车做匀减速运动,(2)利用匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度，则小车在第3个计数点时的速度为：,所以小车的加速度为：a1.50 m/s2负号表示加速度方向与初速度方向相反【答案】(1)匀减速直线运动(2)50.4 cm/s1.50 m/s2负号表示加速度方向与初速度方向相反,