1、物理物理实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动物理物理实验解读实验解读分类研析分类研析物理物理实验解读实验解读 核心突破核心突破物理物理注意事项注意事项1.1.两先两后两先两后:实验中应先接通电源实验中应先接通电源,后让小车运动后让小车运动;实验完毕应先断开电源实验完毕应先断开电源后取纸带后取纸带.2.2.防止碰撞防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动在到达长木板末端前应让小车停止运动,要防止钩码落地和要防止钩码落地和小车与滑轮相撞小车与滑轮相撞.3.3.减小误差减小误差:小车的加速度要适当大些小车的加速度要适当大些,可以减小长度的测量误差可以减小长度的测量误差,加速度加速度大
2、小以能在约大小以能在约50 cm50 cm的纸带上清楚地取出的纸带上清楚地取出6 67 7个计数点为宜个计数点为宜.4.4.准确作图准确作图:在坐标纸上在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过避免所描点过密或过疏疏,而导致误差过大而导致误差过大),),仔细描点连线仔细描点连线,不能连成折线不能连成折线,应作一条直线应作一条直线.物理物理误差分析误差分析1.1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差使用刻度尺测量计数点间距离时有误差.2.2.作作v v-t t图像时出现作图误差图像时出现作图误差.3.3.电源频率不稳定电源频率不稳定,造成打点的时间间隔不完全相同造
3、成打点的时间间隔不完全相同.4.4.长木板粗糙程度不均匀长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差小车运动时加速度有变化造成误差.物理物理分类研析分类研析 拓展提升拓展提升类型一类型一 常规实验常规实验例例1(2019全国全国卷卷,22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如打出的纸带一部分如图所示图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两纸带上标出的每两个相邻点之间还有个相邻点之间还
4、有4个打出的点未画出个打出的点未画出.在在A,B,C,D,E五个点中五个点中,打点计时打点计时器最先打出的是器最先打出的是点点.在打出在打出C点时物块的速度大小为点时物块的速度大小为m/s(保留保留3位有效数字位有效数字);物块下滑的加速度大小为物块下滑的加速度大小为m/s2(保留保留2位有效数字位有效数字).物理物理答案答案:(1)A(2)0.233(3)0.75物理物理 例例2(2019河北邯郸模拟河北邯郸模拟)某同学在做某同学在做“探究小车速度随时间变化的探究小车速度随时间变化的规律规律”的实验时的实验时,打点计时器所用电源的频率是打点计时器所用电源的频率是50 Hz,在实验中得到一在实
5、验中得到一条点迹清晰的纸带条点迹清晰的纸带,他把某一点记作他把某一点记作O,再依次选再依次选6个点作为计数点个点作为计数点,分别分别标以标以A,B,C,D,E和和F,如图如图(甲甲)所示所示.物理物理(1)由实际的纸带测得由实际的纸带测得C,D两点相距两点相距2.70 cm,D,E两点相距两点相距2.90 cm,则在打则在打D点时小车的速度是点时小车的速度是m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在然后根据数据在vt坐标系中描坐标系中描好点好点,请在图请在图(乙乙)中作出小车的中作出小车的vt图像图像,并求出小车的加速度并求出小车的加速度a=
6、m/s2.物理物理答案答案:(1)1.4(2)图见解析图见解析5物理物理物理物理题组训练题组训练1.(2018北京卷北京卷,21)用图用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律律.主要实验步骤如下主要实验步骤如下:a.安装好实验器材安装好实验器材.接通电源后接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几重复几次次.b.选出一条点迹清晰的纸带选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后然后每隔相同的时间间隔每隔相同的时间间隔物理物理T选取一个计数点选取一个计数点,如图如图
7、2中中A,B,C,D,E,F,所示所示.c.通过测量、计算可以得到在打通过测量、计算可以得到在打A,B,C,D,E,点时小车的速度点时小车的速度,分别记分别记作作v1,v2,v3,v4,v5,.d.以速度以速度v为纵轴、时间为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点在坐标纸上描点,如图如图3所示所示.物理物理结合上述实验步骤结合上述实验步骤,请你完成下列任务请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中在下列仪器和器材中,还需要使用的有还需要使用的有和和(填选项填选项前的字母前的字母).A.电压合适的电压合适的50 Hz交流电源交流电源B.电压可调的直流电源电压可调的直
8、流电源C.刻度尺刻度尺D.秒表秒表E.天平天平(含砝码含砝码)物理物理物理物理解析解析:(1)打点计时器使用的是频率为打点计时器使用的是频率为50 Hz的低压交流电源的低压交流电源,故选故选A,不选不选B;相邻打点间的时间是已知的相邻打点间的时间是已知的,故不选故不选D;计数点间的距离需要用刻度尺计数点间的距离需要用刻度尺测量测量,故选故选C;由于不需要知道小车和重物的质量由于不需要知道小车和重物的质量,故不需要天平故不需要天平(含砝码含砝码),故不选故不选E.物理物理物理物理物理物理答案答案:(1)AC(2)见解析见解析(3)小车的速度随时间均匀变化加速度小车的速度随时间均匀变化加速度(4)
9、越小越好有关越小越好有关物理物理2.如图所示为接在如图所示为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打图中所示的是每打5个点所取个点所取的计数点的计数点,但第但第3个计数点没有画出个计数点没有画出.由图中数据可求得由图中数据可求得:(1)该物体的加速度大小为该物体的加速度大小为m/s2.(2)打第打第2个计数点时该物体的速度大小为个计数点时该物体的速度大小为m/s.(3)如果当时电网中交变电流的频率是如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同
10、学并不知而做实验的同学并不知道道,那么加速度的测量值与实际值相比那么加速度的测量值与实际值相比(选填选填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不变不变”).物理物理物理物理(3)如果当时电网中交变电流的频率是如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,则周期变大则周期变大,计数点之间计数点之间的时间间隔变大的时间间隔变大,即实际的时间间隔大于即实际的时间间隔大于0.1 s,但是该同学仍以但是该同学仍以0.1 s计算计算,根据根据x4-x1=3aT2,知加速度的测量值比实际值偏大知加速度的测量值比实际值偏大.答案答案:(1)0.74(2)0.399(3)偏大偏大物理物理类型二类型二创新实验创新实验
11、例例3(2017全国全国卷卷,22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动动,用自制用自制“滴水计时器滴水计时器”计量时间计量时间.实验前实验前,将该计时器固定在小车旁将该计时器固定在小车旁,如图如图(a)所示所示.实验时实验时,保持桌面水平保持桌面水平,用手轻推一下小车用手轻推一下小车.在小车运动过程在小车运动过程中中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图图(b)记录了桌面上连续的记录了桌面上连续的6个个水滴的位置水滴的位置.(已知滴水计时器每已知滴水计时器每30 s内共滴下内共滴下46个小水滴个小水滴)物理物理(1)由
12、图由图(b)可知可知,小车在桌面上是小车在桌面上是(选填选填“从右向左从右向左”或或“从左从左向右向右”)运动的运动的.(2)该小组同学根据图该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到小车运动到图图(b)中中A点位置时的速度大小为点位置时的速度大小为 m/s,加速度大小为加速度大小为 m/s2.(结果均保留结果均保留2位有效数字位有效数字)解析解析:(1)小车在水平桌面上做减速运动小车在水平桌面上做减速运动,相邻两个水滴之间的距离越来相邻两个水滴之间的距离越来越小越小,由图由图(b)可知可知,小车在桌面上是从右向左运动的小车在桌面上是从右向左运动
13、的.物理物理答案答案:(1)从右向左从右向左(2)0.190.037物理物理 例例4(2017全国全国卷卷,22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有使用的器材有:斜面、滑块、长度不斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器同的矩形挡光片、光电计时器.实验步骤如下实验步骤如下:如图如图(a),将光电门固定在斜面下端附近将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上将一挡光片安装在滑块上,记记下挡光片前端相对于斜面的位置下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下
14、滑令滑块从斜面上方由静止开始下滑;当滑块上的挡光片经过光电门时当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间住的时间t;物理物理物理物理物理物理物理物理题组训练题组训练1.(2019河南许昌月考河南许昌月考)某校研究性学习小组的同学用如图某校研究性学习小组的同学用如图(甲甲)所示的滴所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下实验过程如下:在斜面上铺上在斜面上铺上白纸白纸,用图钉固定用图钉固定;把滴水计时器固定在小车的末端把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平在小车上固定一平衡物衡物;
15、调节滴水计时器的滴水速度调节滴水计时器的滴水速度,使其每使其每0.2 s滴一滴滴一滴(以滴水计时器内以滴水计时器内盛满水为准盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端把小车放在斜面顶端,把调好的滴把调好的滴水计时器盛满水水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时小车到达斜面底端时立即将小车移开立即将小车移开.图图(乙乙)为实验得到的一条纸带为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之用刻度尺量
16、出相邻点之间的距离是间的距离是x01=1.40 cm,x12=2.15 cm,x23=2.91 cm,x34=3.65 cm,x45=4.41 cm,x56=5.15 cm.试问试问:物理物理(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的滴水计时器的原理与课本上介绍的原理类似原理类似.(2)由纸带数据计算可得计数点由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度所代表时刻的瞬时速度v4=m/s,小车的加速度小车的加速度a=m/s2.(结果均保留结果均保留2位有效数字位有效数字)物理物理答案答案:(1)打点计时器打点计时器(2)0.200.19物理物理2.(2019广东广州一模广东广州一模)用图用图(甲甲)
17、所示的实验装置来测量匀变速直线运动所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度的加速度.物理物理(1)实验的主要步骤实验的主要步骤:用游标卡尺测量挡光片的宽度用游标卡尺测量挡光片的宽度d,结果如图结果如图(乙乙)所示所示,读得读得d=mm.用刻度尺测量用刻度尺测量A点到光电门所在位置点到光电门所在位置B点之间的水平距离点之间的水平距离x.滑块从滑块从A点静止释放点静止释放(已知砝码落地前挡光片已通过光电门已知砝码落地前挡光片已通过光电门).读出挡光片通过光电门所用的时间读出挡光片通过光电门所用的时间t.改变光电门的位置改变光电门的位置,滑块每次都从滑块每次都从A点静止释放点静止释放,测量相应的测量相应的x值并读值并读出出t值值.物理物理物理物理答案答案:(1)6.60(2)2.381040.518物理物理 创新分析创新分析物理物理
