第1章 第2节(课时4) 匀变速直线运动 实验探究:研究匀变速直线运动-2018年物理高三一轮总复习课件(鲁教版) .ppt
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1、实验探究: 研究匀变速直线运动,1.基础知识,2.典例剖析,3.备选训练,4.真题演练,第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究,一、基础知识,1.基础知识,电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片,2实验步骤,(1)按照图所示实验装置,把打点计时器 固定在长木板无滑轮的一端,接好电源; (2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮, 下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面; (3)把小车停靠在打点计时器处,接通电源,放开小车; (4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带; (5)换纸带反复做三次,选择一条比较理想的
2、纸带进行测量分析.,1实验器材,3注意事项,1平行:纸带和细绳要和木板平行. 2两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带. 3防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,要防止钩码落地和小车与滑轮相撞. 4减小误差:小车的加速度要适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜. 5纸带选取:选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部分,适当选取计数点. 6准确作图:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏,而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这条直线上,落不到直线
3、上的各点应均匀分布在直线的两侧.,4数据处理,(1)目的,通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等,(2)处理方法,分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质,利用逐差法求解平均加速度,利用速度时间图象求加速度,a作出速度时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;,b剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度,5依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法,(1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的距离 (2)x是两个连续相等的时间里的位移差:x1x2x1,x2x3x2 (3)T是相邻两计数点间的时间间隔:T0.02n(打
4、点计时器的频率为50 Hz,n为两计数点间计时点的间隔数) (4)xaT2,因为T是恒量,做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量,所以x必然是个恒量这表明:只要小车做匀加速直线运动,它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等,二、典例剖析,2. 典例剖析,热点一 实验原理与实验操作,【例1】(2015广东理综,34)(1)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。 请完成以下主要实验步骤:按图(a)安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物_(填“靠近”或“远离”)计时器下端;_,_,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。 图(b)和(c)是实验获得的两条纸
5、带,应选取_(填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和_.,靠近,再释放纸带,先接打点计时器电源,b,纸带与打点计时器间有摩擦,转解析,解析 为了使纸带打下的点多一些,竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物靠近打点计时器下端,且应先接通电流,再释放纸带,使重物自由下落。 重物下落是匀加速运动,故应选“b”来计算重力加速度;重物下落过程中系统受重力,空气阻力,纸带与打点计时器间的摩擦力等。 答案 靠近 先接通打点计时器电源,再释放纸带 b 纸带与打点计时器之间有摩擦,转 原题,【变式训练1】某同学用如图甲所示的实验装置
6、研究匀变速直线运动。 实验步骤如下: A安装好实验器材 B让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,每五个点取一个计数点,如图乙中a、b、c、d等点 C测出x1、x2、x3 结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务: (1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列仪器和 器材中,必须使用的有_。(填选项代号) A电压合适的50 Hz交流电源 B电压可调的直流电源 C停表 D刻度尺 E天平 F重锤 G弹簧测力计,AD,(2)如果小车做匀加速运动,所得纸带如图乙所示,则x
7、1、x2、x3的关系是_,已知打点计时器打点的时间间隔是t,则打c点时小车的速度大小是_。,x3x2x2x1,怎样求某点的瞬时速度?,本题详细解析见教辅!,热点二 实验数据处理,【例2】某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律,打点计时器工作频率为50 Hz。图乙是实验中得到的一条较理想的纸带,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。 通过计算已经得出了打下B、C、D四个点时小车的瞬时速度,以A点为计时起点,通过描点连线得到了如图丙所示的图象。试分析下列问题: (1)打点计时器打E点时小车的瞬时速度vE_m/s。(保留三位有效数字) (2)小车运动的加速度为a_
8、m/s2。 (保留三位有效数字) (3)根据图象求出打点计时器打下A点时的速度为vA_m/s。,0.640,0.800,0.320,转解析,甲,乙,丙,怎样求加速度?,转 原题,(1)若x1、x2、x3基本相等,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动 (2)利用x1、x2、x3可以计算出在相邻相等时间间隔内物体的位移差x2x1、x3x2、x4x3如果它们在实验误差允许的范围内相等,则可以判定物体做匀变速直线运动,计数点间距离的处理 计数点间距离的给定有两种:相邻点间距离和各计数点到O点的距离,计算时后者要先转换为前者,如图所示,解答纸带类问题的常见错误 没有注意相邻计数点间有几个点未
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