2020版高考物理复习第一章实验一研究匀变速直线运动讲义（含解析）教科版

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1、实验一　研究匀变速直线运动1．实验器材电火花计时器(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．实验原理(如图1所示)图13．实验步骤(1)按照如图所示实验装置，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，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．4．注意事

2、项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行．(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，防止钩码落地及小车与滑轮相撞．(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．(5)小车从靠近打点计时器位置释放．1．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)方法①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

3、其是否为常数，从而确定物体的运动性质．②利用逐差法求解平均加速度a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝＝③利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝④利用速度—时间图像求加速度a．作出速度—时间图像，通过图像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．2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离．(2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2….(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n(打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时

4、点的间隔数)．(4)Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.命题点一　教材原型实验例1　(2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图2(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图2(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“

5、从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)答案　(1)从右向左　(2)0.19　0.038解析　(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动．(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝s＝s，所以A点位置的速度为vA＝m/s≈0.19m/

6、s.根据逐差法可得加速度a＝，解得a≈－0.038m/s2，故加速度的大小为0.038m/s2.变式1　(2018·江西省六校第五次联考)在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对照情况如图3所示．(打点计时器的频率为50Hz)图3(1)由图可以知道，A、B两点的时间间隔是________s，A点到D点的距离是________cm，D点到G点的距离是________cm；(小数点后保留2位)(2)通过测量不难发现，(xBC－xAB)

7、与(xCD－xBC)、(xDE－xCD)、…基本相等．这表明，在实验误差允许的范围之内，拖动纸带的小车做的是________________运动；(3)经过合理的数据处理后，可以求得加速度a＝______m/s2；(小数点后保留3位)(4)还可以求出，打B点时小车的瞬时速度vB＝______m/s.(小数点后保留3位)答案　(1)0.10　4.13(4.10～4.16均可)　6.48(6.45～6.51均可)(2)匀加速(或匀变速)直线　(3)0.261(0.254～0.268)(4)0.126(0.121～0.131)解析　

8、(1)由题图可以知道，A、B两点的时间间隔是0.10s，A点到D点的距离是4.13cm，D点到G点的距离是6.48cm；(2)通过测量不难发现，(xBC－xAB)与(xCD－xBC)、(xDE－xCD)、…基本相等．这表明，在实验误差允许的范围之内，拖动纸带的小车做的是匀加速