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《2020屆高考物理總復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)教師用書(shū)(含解析)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、實(shí)驗(yàn)1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)會(huì)用打點(diǎn)紙帶探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。2.會(huì)利用打點(diǎn)紙帶測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和加速度。3.能畫(huà)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,會(huì)根據(jù)圖象求加速度。實(shí)驗(yàn)原理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)打點(diǎn)時(shí)間:當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),每隔0.02s打一次點(diǎn)。(2)工作電源:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源為4V~6V交流電源;電火花計(jì)時(shí)器的工作電源為220V交流電源。2.求瞬時(shí)速度的方法紙帶如圖所示,若打點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén),則vn=xn+xn+12T。3.求加速度的方法(1)“逐差法”求加速度利用公式Δx=aT2可得a=Δx
2、T2。(2)“圖象法”求加速度利用紙帶求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,畫(huà)出v-t圖象,求出圖線的斜率即加速度。實(shí)驗(yàn)器材小車(chē)、細(xì)線、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、鉤碼、紙帶、交流電源、導(dǎo)線,還需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟1.把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端,連接好電路。2.把細(xì)線拴在小車(chē)上,使細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下面掛上合適的鉤碼,然后把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的另一端固定在小車(chē)后面。3.把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,然后放開(kāi)小車(chē),讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源,再取下紙帶。4.
3、換上新紙帶,重復(fù)操作三次。5.選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn),在便于測(cè)量的地方選擇合適的計(jì)數(shù)點(diǎn),依次標(biāo)明0、1、2、3、4、5、6,測(cè)量各點(diǎn)之間的間距填入下表中。6.依次求出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度,填入表中。計(jì)數(shù)點(diǎn)0123456從0到該計(jì)數(shù)點(diǎn)長(zhǎng)度/mx1x2x3x4x5x6各段長(zhǎng)度/m0~21~32~43~54~65~7速度/(m·s-1) 數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v-t圖象。2.根據(jù)圖象求出圖線的斜率即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度。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
4、”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,如圖甲所示。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,圖乙記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)(1)由圖乙可知,小車(chē)在桌面上是 (選填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。?(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車(chē)運(yùn)動(dòng)到圖乙中A點(diǎn)位置時(shí)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)? 解析 (1)小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于受摩擦力的作用,速度逐漸減小,滴水計(jì)時(shí)器滴下水
5、滴的間距逐漸變小,因此小車(chē)從右向左運(yùn)動(dòng)?! ?2)滴水的時(shí)間間隔T=3045s=23s小車(chē)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA=xn+xn+12T=(117+133)×0.0012×232m/s≈0.19m/s 根據(jù)逐差法,共有5組數(shù)據(jù),舍去中間的一組數(shù)據(jù),則加速度a=x4+x5-x1-x26T2=(100+83-150-133)×0.0016×232m/s2≈-0.037m/s2因此加速度的大小為0.037m/s2。 答案 (1)從右向左 (2)0.19 0.0372.(2018北京卷,21)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。主要實(shí)驗(yàn)
6、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(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次。b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t=0),然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中A、B、C、D、E、F……所示。c.通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d.以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖丙所示。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你完成下列任務(wù):(1)在下列儀器和器材中,需要使用的有 和 (填選項(xiàng)前的字母)。?A.電壓合適的50Hz交流電
7、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)在圖丙中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫(huà)出v-t圖象。(3)觀察v-t圖象,可以判斷小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其依據(jù)是 。v-t圖象斜率的物理意義是 。?(4)描繪v-t圖象前,還不知道小車(chē)是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度ΔxΔt表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從理論上講,對(duì)Δt的要求是 (選填“越小越好”或“與大小無(wú)關(guān)”);從實(shí)驗(yàn)的角度看,選取的Δx大小與速度測(cè)量的誤差 (選填“有關(guān)”或
8、“無(wú)關(guān)”)。?(5)早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí),為此他設(shè)