《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?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(dòng) 1.實(shí)驗(yàn)器材 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(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫(xiě)紙片. 2.實(shí)驗(yàn)原理(如圖1所示) 圖1 3.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按照如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，接好電源； (2)把一細(xì)繩系在小車(chē)上，細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車(chē)后面； (3)把小車(chē)?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)； (4)小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開(kāi)電源，取下紙帶； (5)換紙帶重復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析. 4.注意事項(xiàng) (

2、1)平行：紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)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(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)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(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地及小車(chē)與滑輪相撞. (4)減小誤差：小車(chē)的加速度宜適當(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6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. (5)小車(chē)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放. 1.數(shù)據(jù)處理 (1)目的 通過(guò)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)方法 ①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)

3、動(dòng)性質(zhì). ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝?a＝＝ ③利用平均速度求瞬時(shí)速度：vn＝＝ ④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(guò)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. 2.依據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng) (1)x1、x2、x3…xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離. (2)Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…. (3)T是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：T＝0.02n(打點(diǎn)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)Δx＝aT2，只要小車(chē)做勻變速直

4、線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等. 命題點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn) 例1　(2017·全國(guó)卷Ⅰ·22)某探究小組為了研究小車(chē)在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間.實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車(chē)旁，如圖2(a)所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車(chē).在小車(chē)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)記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置.(已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴) 圖2 (1)由圖(b)可知，小車(chē)在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的. (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車(chē)做勻變速

5、運(yùn)動(dòng).小車(chē)運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為_(kāi)_______ m/s，加速度大小為_(kāi)_______ m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)從右向左　(2)0.19　 0.038 解析　(1)小車(chē)在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由題圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車(chē)在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng). (2)已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，所以相鄰兩水滴間的時(shí)間間隔為T(mén)＝ s＝ s，所以A點(diǎn)位置的速度為vA＝ m/s≈0.19 m/s.根據(jù)逐差法可求加速度a＝，解得a≈－0.038 m/s2，故加速度的大小為0.038 m/s2. 變式1　如圖3所示，是

6、某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率f＝50 Hz，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm. 圖3 (1)下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 位置 B C D E F 速度(m·s－1) 0.737 0.801 0.994 (2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖4中畫(huà)出小車(chē)的速度—時(shí)間圖線.

7、 圖4 (3)根據(jù)你畫(huà)出的小車(chē)的速度—時(shí)間圖線計(jì)算出小車(chē)的加速度a＝________ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49 Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏________.(選填“大”或“小”) 答案　(1)0.864　0.928　(2)如圖所示 (3)0.64　(4)大 命題點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 1.復(fù)習(xí)啟示 高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景.因此，要在夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題.

8、 2.情景拓展 3.數(shù)據(jù)處理 (1)加速度的獲得：靠重物的拉力獲得加速度→長(zhǎng)木板傾斜靠重力獲得加速度. (2)速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶求速度→測(cè)定遮光片的寬度d和遮光片通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間Δt，由v＝求速度. (3)加速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，由速度位移關(guān)系式求加速度. 類(lèi)型1　實(shí)驗(yàn)情景創(chuàng)新 例2　(2017·全國(guó)卷Ⅱ·22)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系.使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器. 圖5 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①如圖5(a)，將光電門(mén)固定

9、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)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑； ②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt； ③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度[如圖(b)所示]，表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出； ④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開(kāi)始下滑，重復(fù)步驟②、③； ⑤多次重復(fù)步驟④； ⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出v－Δt圖，如圖(c)所示. 完成下列填空： (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門(mén)時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則與

10、vA、a和Δt的關(guān)系式為 ＝________. (2)由圖(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 答案　(1)vA＋aΔt　(2)52.1　16.6 解析　(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門(mén)的速度為v，則由速度時(shí)間關(guān)系可知：v＝vA＋aΔt，且＝ 聯(lián)立解得：＝vA＋aΔt； (2)由圖(c)可讀出vA≈52.1 cm/s，圖線的斜率k＝a＝ cm/s2≈8.28 cm/s2， 即a≈16.6 cm/s2. 類(lèi)型2　實(shí)驗(yàn)方法拓展 例3　某研究性學(xué)習(xí)小組用圖6裝置來(lái)測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，主要操作如下? ①安裝實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)節(jié)試管夾

11、(小鐵球)、光電門(mén)和紙杯在同一豎直線上； ②打開(kāi)試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門(mén)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖上未畫(huà)出)測(cè)量出兩個(gè)光電門(mén)之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間的平均速度v； ③保持光電門(mén)1的位置不變，改變光電門(mén)2的位置，重復(fù)②的操作.測(cè)出多組(h，t)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度v； ④畫(huà)出v－t圖象. 圖6 圖7 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問(wèn)題： (1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門(mén)1時(shí)的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間平均速度v的表達(dá)式為_(kāi)_______.(用v0、g和t表示) (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)次數(shù)

12、 1 2 3 4 5 6 h(cm) 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 t(s) 0.069 0.119 0.159 0.195 0.226 0.255 v(m·s－1) 1.45 1.68 1.89 2.05 2.21 2.36 請(qǐng)?jiān)趫D7坐標(biāo)紙上畫(huà)出v－t圖象. (3)根據(jù)v－t圖象，可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝______ m/s2，試管夾到光電門(mén)1的距離約為_(kāi)_____ cm.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)v＝v0＋gt (2)見(jiàn)解析圖 (3)9.7(9.5～9.9均可)　

13、6.5(6.3～6.7均可) 解析　(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得v＝v0＋gt. (2)描點(diǎn)畫(huà)圖，如圖所示. (3)根據(jù)v＝v0＋gt可知，v－t圖象的斜率k＝，解得g≈9.7 m/s2；圖象與縱軸的截距為小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v0，約為1.12 m/s，根據(jù)v02＝2gh得h≈6.5 cm. 變式2　在暗室中用如圖8所示裝置做“測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、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(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖8 ①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會(huì)以一定的頻率

14、一滴滴地落下. ②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(dòng)的水滴. ③用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度. ④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理. (1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是________________________________________________________________________. (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個(gè)水滴的距離如圖9所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝________ m/s2；第8

15、個(gè)水滴此時(shí)的速度v8＝________ m/s.(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字) 圖9 (3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：______________________________ ________________________________________________________________________. 答案　(1)頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率　(2)9.72　2.27　(3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化) 解析　(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率.(2)由Δx＝gT2和逐差法解得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.72 m/s2，由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段位移的平均速度可得，第8個(gè)水滴的速度v8≈2.27 m/s.(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有：存在空氣阻力、水滴滴落的頻率變化等. 9