《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動學(xué)案（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動學(xué)案 1.實(shí)驗(yàn)器材 電火花計時器(或電磁打點(diǎn)計時器)、一端附有滑輪的長木板、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)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)計時器固定在長木板無滑輪的一端，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)計時器，固定在小車后面； (3)把小車停靠在打點(diǎn)計時器處，先接通電源，后放開小車； (4)小車運(yùn)動一段時間后，斷開電源，取下紙帶； (5)換紙帶重復(fù)做三

2、次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測量分析. 4.注意事項(xiàng) (1)平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行. (2)兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；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)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，防止鉤碼落地及小車與滑輪相撞. (4)減小誤差：小車的加速度宜適當(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6～7個計數(shù)點(diǎn)為宜. (5)小車從靠近打點(diǎn)計時器位置釋放. 1.數(shù)據(jù)處理 (1)目的 通過紙帶求解運(yùn)動的加速度和瞬時速度，確定物體的運(yùn)動性質(zhì)等. (2)方法 ①分析物體的運(yùn)動性質(zhì)——測量相鄰計數(shù)點(diǎn)間的

3、距離，計算相鄰計數(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速度：vn＝＝ ④利用速度—時間圖象求加速度 a.作出速度—時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度； b.剪下相鄰計數(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 (1)x1、x2、x3…xn是相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離. (2)Δx是兩個連續(xù)相等的時間里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…. (3)T是相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔：T＝0.02n(打點(diǎn)計時器的頻率為50 Hz，n為兩計數(shù)點(diǎn)

4、間計時點(diǎn)的間隔數(shù)). (4)Δx＝aT2，只要小車做勻變速直線運(yùn)動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(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·全國卷Ⅰ·22)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動，用自制“滴水計時器”計量時間.實(shí)驗(yàn)前，將該計時器固定在小車旁，如圖2(a)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)動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) 圖2 (1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)

5、動的. (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動.小車運(yùn)動到圖(b)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)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)從右向左　(2)0.19　 0.038 解析　(1)小車在阻力的作用下，做減速運(yùn)動，由題圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動. (2)已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴，所以相鄰兩水滴間的時間間隔為T＝ 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

6、加速度的大小為0.038 m/s2. 變式1　如圖3所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計時器得到的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計時器打點(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)計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點(diǎn)計時器打下D、E兩點(diǎn)時小車的瞬時速度.(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

7、 (2)以A點(diǎn)為計時起點(diǎn)，在圖4中畫出小車的速度—時間圖線. 圖4 (3)根據(jù)你畫出的小車的速度—時間圖線計算出小車的加速度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)

8、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題. 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→長木板傾斜靠重力獲得加速度. (2)速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶求速度→測定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時間Δt，由v＝求速度. (3)加速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過兩個光電門的瞬時速度，由速度位移關(guān)系式求加速度. 類型1　實(shí)驗(yàn)情景創(chuàng)新 例2　(2017·全國卷Ⅱ·22)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、光電計時器.

9、 圖5 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①如圖5(a)，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； ②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt； ③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度[如圖(b)所示]，表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內(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

10、大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與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)光電門的速度為v，則由速度時間關(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裝置來測

11、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(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上； ②打開試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運(yùn)動時間t，并用刻度尺(圖上未畫出)測量出兩個光電門之間的高度h，計算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v； ③保持光電門1的位置不變，改變光電門2的位置，重復(fù)②的操作.測出多組(h，t)，計算出對應(yīng)的平均速度v； ④畫出v－t圖象. 圖6 圖7 請根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問題： (1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則小鐵球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為________.(用v

12、0、g和t表示) (2)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 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 請在圖7坐標(biāo)紙上畫出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1的距離約為______ cm.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)v＝v0＋

13、gt (2)見解析圖 (3)9.7(9.5～9.9均可)　6.5(6.3～6.7均可) 解析　(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律：一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得v＝v0＋gt. (2)描點(diǎn)畫圖，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)過光電門1時的速度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：

14、 圖8 ①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. 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的水滴. ③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(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的水滴時，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”時的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較遠(yuǎn)的水滴到第一個水滴的距離如圖9所示，

15、根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?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) 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的水滴時，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，由中間時刻的瞬時速度等于該段位移的平均速度可得，第8個水滴的速度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.