（通用版）2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第1單元 運(yùn)動的描述與勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件 新人教版.ppt

《（通用版）2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第1單元 運(yùn)動的描述與勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第1單元 運(yùn)動的描述與勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件 新人教版.ppt（54頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動,實(shí)驗(yàn)溯本求源實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)探究課時鞏固訓(xùn)練教師備用習(xí)題,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器(或電火花計(jì)時器),會用打點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動情況. 2.測量勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度和加速度. 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花計(jì)時器都是使用交流電源的計(jì)時儀器,電磁打點(diǎn)計(jì)時器的工作電壓在 V以下,電火花計(jì)時器的工作電壓是220 V.當(dāng)電源頻率是50 Hz時,它每隔s打一次點(diǎn).在小車運(yùn)動過程中,使用電火花計(jì)時器時紙帶受到的摩擦力比使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時小一些.,,6,0.02,2.利用紙帶判斷物體運(yùn)動狀態(tài)的方法:設(shè)紙帶上連續(xù)相等時間T內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x

2、4、、xn-1、xn、xn+1,紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的位移差為x. (1)若x=xn+1-xn為零,則說明物體做運(yùn)動; (2)若x=xn+1-xn為非零常數(shù),則說明物體做運(yùn)動. 3.利用紙帶求瞬時速度的方法:如圖S1-1所示,B點(diǎn)的瞬時速度等于AC段的平均速度, 即vB= .,,勻速直線,勻變速直線,,圖S1-1,4.利用紙帶求加速度的方法 (1)用相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移差求加速度:a=. (2)用v-t圖像的斜率求加速度:a=. 電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時器)、交流電源、導(dǎo)線、一端附有定滑輪的長木板、小車、、細(xì)繩、鉤碼(或重物)、刻度尺、墨粉紙(電磁打點(diǎn)計(jì)時器配備的是復(fù)寫紙片).,,,紙帶,四、實(shí)

3、驗(yàn)步驟 1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置,如圖S1-2所示. 2.先接通電源,然后釋放小車, 重復(fù)打3條紙帶. 3.挑選紙帶,確定計(jì)數(shù)點(diǎn),測相鄰計(jì) 數(shù)點(diǎn)之間的距離. 4.用x=aT2確定物體的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動還是勻變速直線運(yùn)動. 5.用瞬時速度與平均速度的關(guān)系求瞬時速度,用公式x=aT2或v-t圖像求加速度.,,,,圖S1-2,熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作,,例1 某同學(xué)利用如圖S1-3所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動. (1)實(shí)驗(yàn)中,必要的措施是(填選項(xiàng)前的字母). A.細(xì)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(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 D.平衡小車與長木板間的摩擦力,,圖S1-3,,(2)他實(shí)

4、驗(yàn)時將打點(diǎn)計(jì)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(jì)數(shù)點(diǎn)如圖S1-4所示(每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn),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(diǎn)計(jì)時器在打B點(diǎn)時小車的速度vB= m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),,,圖S1-4,,,,,答案 (1)AB(2)0.800.40, 要點(diǎn)總結(jié),,(1)紙帶和細(xì)線要與木板平行,小車運(yùn)動要平穩(wěn). (2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源,后讓小車運(yùn)動;實(shí)驗(yàn)后先斷開電源,后取紙帶. (

5、3)要防止鉤碼落地以及小車與滑輪相撞. (4)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50 cm的紙帶上清楚地取出67個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. (5)選擇一條較理想的紙帶,是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰,舍棄打點(diǎn)密集的部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選的時間間隔T等于多少.,熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析,,(1)紙帶的取點(diǎn)處理原則 如圖S1-5所示,從打下的紙帶中選取點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測量的位置取一個開始點(diǎn)A,然后每5個點(diǎn)(或每隔4個點(diǎn))取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),分別記為B、C、D、E、F這樣每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為T=0.1 s,計(jì)算比較方便.

6、,,,圖S1-5,,(2)從紙帶上讀取長度的方法 利用毫米刻度尺測出各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離,算出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x1、x2、x3、x4、x5、x6由于毫米刻度尺的最小刻度是1 mm,讀數(shù)時必須估讀到0.1 mm. (3)用x=aT2確定物體的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動還是勻變速直線運(yùn)動. (4)用瞬時速度與平均速度的關(guān)系求瞬時速度,用公式x=aT2或v-t圖像求加速度.,,,,,,,,,,圖S1-6,,,,,例2 2017全國卷 某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計(jì)時器”計(jì)量時間.實(shí)驗(yàn)前,將該計(jì)時器固定在小車旁,如圖S1-7甲所示.實(shí)驗(yàn)時,保持桌面水平,用手輕推一下 小車.在小車運(yùn)動

7、過程中, 滴水計(jì)時器等時間間隔 地滴下小水滴,圖乙記錄 了桌面上連續(xù)的6個水滴 的位置.(已知滴水計(jì)時器 每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴),,甲,乙 圖S1-7,,,,,(1)由圖乙可知,小車在桌面上是(選填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的. (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動.小車運(yùn)動到圖乙中A點(diǎn)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2位有效數(shù)字),,,,,,答案 (1)從右向左(2)0.190.037,,,,,變式題 2018貴陽模擬 某同學(xué)用如圖S1-8甲所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz,在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每

8、3個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),所測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖乙所示.,,,,圖S1-8,,,,,,,,,,,,答案 (1)Bx1、x6(2) 阻力(空氣阻力、振針的阻力、限位孔的阻力、復(fù)寫紙的阻力)、長度的測量(或交流電頻率波動感), 要點(diǎn)總結(jié),,(1)對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄要遵守有效數(shù)字讀數(shù)規(guī)則,結(jié)果要符合題目要求. (2)計(jì)算方法的選用:求加速度的三種方法中,用x=aT2直接求加速度的方法簡單,但誤差較大,適用于測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確或計(jì)數(shù)間隔較少的情況;逐差法求加速度結(jié)果準(zhǔn)確、誤差較小,但需選取的計(jì)數(shù)間隔為偶數(shù);圖像法求加速度科學(xué)性強(qiáng)、誤差小,適用于所測數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)間隔較多的情況. (3)牽引小車的鉤碼數(shù)要適當(dāng).小車

9、的加速度過大或過小將導(dǎo)致紙帶上的點(diǎn)過少或各段位移差過小,從而產(chǎn)生較大的測量誤差.加速度的大小以能在約50 cm的紙帶上清晰地選取67個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.,熱點(diǎn)三關(guān)于速度的測量的其他方法,,高中階段,關(guān)于物體速度的測量無非是位移和時間的測量.對于位移的測量主要是用毫米刻度尺,而對于時間的測量,則有多種方法,從歷年高考試題分析,涉及時間的測量主要是打點(diǎn)計(jì)時器(如上面例1)、頻閃照相、光電門(如下面例3)幾種形式.,,,,例3 2017全國卷 某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)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(jì)時器.實(shí)驗(yàn)步驟如下:如圖S1-9所示,

10、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τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;,,,,圖S1-9圖S1-10,,,,,,,,,圖S1-11,,,,,,,,,變式題 2018海南卷 學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)小組使用如圖S1-12所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量重力加速度大小.實(shí)驗(yàn)時,他們先測量分液漏斗下端到水桶底部的距離s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,調(diào)整閥門使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時,下一滴水剛好從漏斗的下端滴落;用秒表測量第1個水滴從漏斗的下端滴落至第n個水滴落到桶底所用的時間t. (1)重力加速度大小可表示為g= (用s、n、t表示). (2)如果某次實(shí)驗(yàn)中,s=0.90

11、 m,n=30,t=13.0 s, 則測得的重力加速度大小g= m/s2.(保留2位有效數(shù)字) (3)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:.,,,,圖S1-12,,,,,,,,,1.2018全國卷 甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時間.實(shí)驗(yàn)步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂.乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺. (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子.若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時間為(用L、L1和g表示). (3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

12、速度大小為g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm.乙的反應(yīng)時間為s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:.,,,,,,,,,,,,2.人教版必修1改編 某同學(xué)在“測定小車加速度”的實(shí)驗(yàn)中,得到如圖S1-13甲所示的一條紙帶,他在紙帶上共取了A、B、C、D、E、F、G七個計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為0.02 s.該同學(xué)從每個計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成六條(分別標(biāo)記為a、b、c、d、e、f),再將這六條紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在坐標(biāo)系中,得到如圖乙所示的圖形,最后將各紙帶上端中心連起來,于是得到

13、表示v與t關(guān)系的圖像,圖中x軸對應(yīng)的物理量是時間t,y軸對應(yīng)的物理量是速度v. (1)這種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法可稱為(填選項(xiàng)前的字母). A.控制變量法B.等效替代法C.比值法,,,,,,,,(2)圖中t3= s,若測得紙條c的長度為4.0 cm,則v3=m/s(保留兩位有效數(shù)字). (3)若測得紙條a的長度為2.0 cm,紙條f的長度為7.0 cm,則可求出加速度的大小為 m/s2(保留兩位有效數(shù)字).,,,,,,圖S1-13,,,,,,,,,3.2019湖北松滋一中月考 興趣小組的同學(xué)們利用如圖S1-14所示的裝置研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律.他們將質(zhì)量為m1的物體1與質(zhì)量為m2(m1

14、物體2通過輕繩懸掛在定滑輪上,打點(diǎn)計(jì)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?fàn)顟B(tài),之后將它們同時釋放.如圖S1-15所示為實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,O是打點(diǎn)計(jì)時器打下的第一個點(diǎn),A、B、C、D是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),在相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)沒有畫出.打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電頻率為50 Hz.,,,,,,,,,,,,,,,,圖S1-14,,圖S1-15,,,,,(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為. (2)實(shí)驗(yàn)時要在接通打點(diǎn)計(jì)時器電源之(選填“前”或“后”)釋放物體. (3)將各計(jì)數(shù)點(diǎn)至O點(diǎn)的距離依次記為x1、x2、x3、x4測

15、得x2=1.60 cm,x4=6.40 cm,請你計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時器打下C點(diǎn)時物體的速度大小 是 m/s. (4)同學(xué)們根據(jù)測出的物體1上升高度x與相應(yīng)的時間t, 描繪出如圖S1-16所示的x-t2圖線,由此可以求出物體 的加速度大小為 m/s2.,,,,,,,圖S1-16,,,,,,,,,4.2018北京卷 用如圖S1-17所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律. 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材.接通電源 后,讓拖著紙帶的小車沿長木 板運(yùn)動,重復(fù)幾次.,,,,,,,圖S1-17,,,,,b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一

16、個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖S1-18中A、B、C、D、E、F所示. c.通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E點(diǎn)時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖S1-19所示.,,,,,,,,圖S1-18,,,,,結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù): (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的 有和(填選項(xiàng)前的字母). A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝碼) (2)在圖S1-19中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的 坐標(biāo)點(diǎn),請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出v-

17、t圖像. (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動,其依據(jù)是.v-t圖像斜率的物理意義是.,,,,,,,,,圖S1-19,,,,,,,,,,,,,,,,,(5)早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動的速度應(yīng)該是均勻變化的.當(dāng)時只能靠滴水計(jì)時.為此他設(shè)計(jì)了如圖S1-20所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”,反復(fù)做了上百次,驗(yàn)證了他的猜想.請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時間均勻變化的.,,,,,,,,,,圖S1-20,,,,,,,,,,,,,1.某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器研究小車的勻變速直線運(yùn)動,他將打點(diǎn)計(jì)時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,實(shí)驗(yàn)時得到一條紙帶如

18、圖,他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計(jì)數(shù)點(diǎn),在這點(diǎn)下標(biāo)明A,第六個點(diǎn)下標(biāo)明B,第十一個點(diǎn)下標(biāo)明C,第十六個點(diǎn)下標(biāo)明D,第二十一個點(diǎn)下標(biāo)明E.測量時發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清,他只測得AC長為14.56 cm,CD長為11.15 cm,DE長為13.73 cm.,,,,,,,,,,,(1)為了探究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,該同學(xué)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)個數(shù)(填選項(xiàng)前的字母). A.偏少B.偏多C.合適 (2)若小車做勻變速直線運(yùn)動,由該同學(xué)所測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請你幫他求出:打C點(diǎn)時小車的瞬時速度vC= m/s,小車的加速度a= m/s2,AB的長度應(yīng)為 cm. (3)打A點(diǎn)時小車的瞬時速度vA=(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字

19、)m/s.,,,,,,,,,,,,,,,2.(1)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,給出以下器材:電火花計(jì)時器、照明用交流電源、低壓學(xué)生電源、紙帶、墨粉紙、小車、鉤碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板.其中不需要的器材是,還需要增添的器材是. (2)某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F共6個計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)計(jì)時器打下的點(diǎn),圖中沒有畫出).他把一把毫米刻度尺放在紙帶上,其零刻度線和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對齊.,,,,,,,,,,,由以上數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時器在打C點(diǎn)時小車的瞬時速度vC= m/s. 計(jì)算該小車的加速度a=m/s2. 紙帶上的A

20、點(diǎn)所對應(yīng)的小車的瞬時速度vA=m/s. 如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率f=49 Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實(shí)際值偏(選填“大”或“小”).,,,,,,,,,,,,,,,3.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動,重物落地后,物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始,每5個點(diǎn)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示.打點(diǎn)計(jì)時器電源的頻率為50 Hz.,,,,,,,,,,,,,,(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) 和之間某時刻開始減速. (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度

21、大小為 m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a=m/s2(保留三位有效數(shù)字).,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.用光電門和數(shù)字計(jì)時器測量自由落體的重力加速度. (1)裝置如圖所示,過程如下: 按圖將光電門A、B和電磁鐵安裝在支架上,調(diào)整它們 的位置使三者在同一豎直線上.當(dāng)電磁鐵斷電釋放小球 后,小球能順利通過兩個光電門.,,,,,,,,,,,將數(shù)字計(jì)時器與光電門連接,再接通電磁鐵電源吸住小球,開始實(shí)驗(yàn).切斷電磁鐵電源,小球落下.當(dāng)小球經(jīng)過光電門A,光路被切斷瞬間,開始計(jì)時;當(dāng)小球經(jīng)過光電門B,光路被切斷瞬間,停止計(jì)時.記錄數(shù)字計(jì)時器顯示的時間t. 用直尺測出小球開始下落的位置到兩個光電門中心的距離h1、h2. 由此計(jì)算重力加速度的表達(dá)式為g=(用t、h1、h2表示). (2)請寫出一條能夠減小本實(shí)驗(yàn)誤差的方法:.,,,,,,,